学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

递阶模糊泛模型控制器及其在燃烧过程控制的应用

作　者: 肖兵
导　师: 毛宗源
学　校: 华南理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 递阶系统模糊泛模型控制通用模糊控制器燃烧过程
分类号: TP273
类　型: 博士论文
年　份: 2002年
下　载: 184次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文研究面向非线性过程的自适应递阶模糊泛模型控制器，强调以实际产品的研制开发作为理论研究的背景，具体对象是锅炉和汽车发动机。针对大时滞且动态特性随特定参量变化的非线性过程，建立基于Smith预估器和模糊模型参考自适应的递阶模糊控制器，以克服时滞影响，所获得的结果既有严格的理论证明，同时在工程中有实际可操作性。针对动态特性随操作条件变化的非线性过程，改进实际应用中非常有效的开环增益调度控制方法，建立基于闭环模糊增益调度的自适应递阶模糊控制器，获取了显式的闭环增益调度算法，并通过引入稳定监督控制器，使系统不仅具有渐进稳定性而且具有工程稳定性。研制了模糊控制技术的基础产品--模糊推理芯片和相应的开发环境，在此基础上研制成功通用模糊调节器以及智能发动机电子控制单元，这些都是模糊控制技术的典型增值产品。基于设备逻辑空间描述的非解析控制系统方法，构造了递阶形式的锅炉模糊智能燃烧控制器，完整实现了锅炉的控制策略；基于发动机的稳态和动态数学模型，采用递阶模糊增益调度控制理论实现点燃式汽油发动机的核心控制算法。针对燃烧过程控制这个量大面广需要特殊控制器的应用，系统开展研究工作，特别强调模糊控制器的通用性和简洁性。在大量现场实验的基础上，所研究的锅炉智能模糊燃烧控制器和发动机电喷系统都已投入实际应用，处于国内领先水平。节约能源，保护环境是国家产业政策的核心，也是未来控制理论应用的主战场。通过研究燃烧过程控制器，一方面能提炼出许多有意义的理论课题和研究思想，另一方面有可能取得商业成功，最终，实现理论研究与实际应用的良性循环。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-15
第一章绪论  15-27
  1.1 研究背景  15-16
  1.2 国内外相关研究综述  16-25
    1.2.1 模糊控制器的基本结构  16-17
    1.2.2 复杂系统的模糊递阶控制  17-20
    1.2.3 自适应模糊控制  20-23
    1.2.4 模糊控制的具体实现  23-24
    1.2.5 模糊燃烧控制  24-25
  1.3 研究意义  25-26
  1.4 本文的主要内容  26-27
第二章基于PI控制律的通用递阶模糊控制器  27-37
  2.1 基于对象动态性能量度的模糊递阶自适应控制  27-29
  2.2 基于PI控制律的闭环模糊增益调度控制  29-36
    2.2.1 基于PI控制律的闭环模糊增益调度控制器体系结构  29-30
    2.2.2 闭环模糊增益调度  30-34
    2.2.3 仿真结果与分析  34-36
  2.3 本章小结  36-37
第三章时滞非线性过程的复合模糊自适应控制  37-45
  3.1 引言  37
  3.2 控制系统体系结构  37-38
    3.2.1 被控对象描述  37
    3.2.2 控制方法描述  37-38
  3.3 Smith预估器与自适应PID控制器  38-39
  3.4 对象参数的模糊估计与在线自适应修正  39-41
    3.4.1 参数的模糊估计  39-40
    3.4.2 参数在线自适应规律  40-41
  3.5 抗扰动PI控制器  41
  3.6 仿真研究  41-43
    3.6.1 具体参数估计与在线自适应算法  42-43
    3.6.2 仿真结果说明  43
  3.7 本章小节  43-45
第四章通用模糊调节器的实现  45-65
  4.1 模糊推理芯片的设计与说明  45-54
    4.1.1 采用硬件电路实现模糊推理的原因  45-46
    4.1.2 模糊推理ASIC芯片所采用的模糊推理方法  46-49
    4.1.3 模糊推理ASIC芯片的知识库结构  49-54
    4.1.4 模糊推理芯片的研发过程  54
  4.2 通用模糊控制器的研制  54-60
    4.2.1 锅炉智能模糊控制系统  54-55
    4.2.2 基于PC/104嵌入式计算机的仪表型模糊控制器  55-60
  4.3 基于高性能单片机的通用模糊调节器GFC-2000B  60-64
    4.3.1 GFC-2000B的体系结构  61-62
    4.3.2 GFC-2000B的算法模块  62-63
    4.3.3 GFC-2000B的应用组态  63-64
    4.3.4 GFC-2000B的图形显示  64
  4.4 本章小结  64-65
第五章锅炉智能模糊燃烧控制  65-87
  5.1 链条热水锅炉的燃烧系统  65-66
  5.2 锅炉的燃烧调节  66-68
    5.2.1 锅炉燃烧与设备稳定性  66
    5.2.2 锅炉燃烧与污染  66
    5.2.3 锅炉燃烧与节能  66-68
    5.2.4 凭感性经验的锅炉燃烧控制方法  68
  5.3 面向锅炉燃烧控制的非解析控制的特征与系统结构  68-74
    5.3.1 被控设备描述逻辑的五个范畴  68-70
    5.3.2 非解析控制特征  70-71
    5.3.3 燃烧过程控制知识的表示  71-72
    5.3.4 非解析系统中的实时推理方法  72
    5.3.5 非解析控制系统的模糊推理  72-74
  5.4 智能模糊燃烧控制策略的具体实现  74-81
    5.4.1 用模糊传感器计算负荷状态  74-75
    5.4.2 通过嵌入式推理解释器处理炉膛负压信号  75-77
    5.4.3 用模糊协调器FH寻找最佳风煤比qw  77-79
    5.4.4 燃烧控制器最底层的“智能前馈+反馈控制”  79-81
  5.5 链条热水锅炉的控制组态与实际控制效果  81-85
    5.5.1 基于逻辑空间的特征识别组态  81-82
    5.5.2 控制回路组态  82-85
    5.5.3 实际控制效果  85
  5.6 本章小结  85-87
第六章汽车发动机多点汽油喷射控制  87-123
  6.1 汽车发动机多点汽油喷射系统(电喷系统)原理  87-89
  6.2 电喷系统的信号处理  89-92
    6.2.1 发动机曲轴瞬时转速及发动机角位移  90-91
    6.2.2 氧传感器电压信号  91-92
  6.3 汽车发动机的排放污染与控制方法  92-96
    6.3.1 汽油机的废气中有害物质成因与影响因素  92-93
    6.3.2 降低汽油机废气排放措施  93-94
    6.3.3 汽车废气排放法规  94-96
  6.4 基于“前馈+反馈”的稳态喷油控制  96-106
    6.4.1 汽车发动机的稳态控制  96-100
    6.4.2 基本喷油量的稳态校正  100-102
    6.4.3 发动机模糊增益自适应控制  102-104
    6.4.4 发动机基于氧传感器的静态自学习控制  104-106
  6.5 基于数学模型的动态空燃比控制  106-112
    6.5.1 发动机数学模型  108-110
    6.5.2 基于数学模型的模糊动态空燃比控制算法  110-112
  6.6 汽车怠速控制  112-117
    6.6.1 怠速状态发动机动态特性  113-114
    6.6.2 怠速递阶模糊控制  114-116
    6.6.3 怠速喷油调节与点火调节  116-117
  6.7 发动机点火提前角控制  117-119
    6.7.1 无分电器点火  117-118
    6.7.2 点火提前角控制  118-119
  6.8 实际控制结果  119-121
    6.8.1 实验过程  120
    6.8.2 实验结果  120-121
  6.9 本章小结  121-123
    6.9.1 汽车发动机电喷系统总结  121
    6.9.2 锅炉燃烧控制与发动机燃烧控制对比  121-123
结论  123-126
参考文献  126-135
附录  135-144
  附录1 轻型汽车排气污染物检验报告  140-141
  附录2 汽车28工况空燃比波动曲线  141-144
攻读博士学位期间完成的论文  144-145
致谢  145

递阶模糊泛模型控制器及其在燃烧过程控制的应用

内容摘要

全文目录

相似论文