DCS智能控制论文提纲

论文题目：智能控制算法在DCS上的设计与实现

摘要：热工生产过程中存在不少难控对象,这些对象往往具有很强的大滞后、强耦合、非线性等特点,使得传统的PID控制无法得到理想的控制效果。智能控制理论最近几年的迅速发展在很大程度上弥补PID控制的不足,但是在工程应用上没有得到很好的推广。考虑到分散控制系统（Distributed Control System,以下简称DCS）在火电机组控制中的广泛使用,本文将从工程实际出发,研究如何在DCS上实现智能控制算法。本文首先对智能控制的发展情况进行了简单阐述,以自主开发的分散控制系统UCONTROL为依托,介绍了常规DCS的结构和技术特点,并以UCONTROL系统为例,详细介绍了智能控制算法在DCS组态软件中的实现方式。然后,设计了一种基于专家规则的模糊与PID复合控制策略,通过采用带调整因子的模糊控制器,简化了模糊运算,减少了控制器参数个数,同时通过仿真研究给出了该种模糊控制器的参数整定规则,并通过专家规则来确定PID输出和模糊输出的加权系数。大滞后对象的仿真结果表明:这种基于专家规则的模糊与PID并联复合型控制器在动态性能指标的超调量、调节时间上均大大优于单纯的PID控制,且适应于不同工况,具有较好的鲁棒性,适用于大滞后过程的控制。最后重点介绍了本文设计的专家-模糊PID复合控制算法在UCONTROL系统中的实现步骤,将模糊控制算法和专家规则分别封装成了组态软件中的两个算法功能模块。充分考虑了操作员在调试时需要的功能,并考虑了手自动切换时的跟踪问题,并将该控制策略很好的应用到过热汽温串级控制系统中,在DCS上的仿真结果验证了本方案的可行性和有效性。

关键词：智能控制;DCS;模糊控制;专家系统;过热汽温控制

学科专业：控制理论与控制工程

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 论文的选题背景及意义

1.2 智能控制的发展概况及应用现状

1.2.1 智能控制的发展历史

1.2.2 智能控制的应用

1.3 智能控制在分散控制系统中的应用现状

1.4 论文的研究内容

第2章 智能控制算法在DCS上的实现方法研究

2.1 DCS的结构

2.1.1 现场控制站

2.1.2 监控级

2.1.3 管理级

2.2 UCONTROL系统中的智能控制算法实现

2.2.1 组态软件中的模块设计

2.2.2 下位机的算法实现

2.3 本章小结

第3章 模糊控制器的设计及其仿真研究

3.1 模糊控制的工作原理

3.1.1 模糊控制系统的组成和结构

3.1.2 模糊控制器

3.2 模糊控制器的设计

3.2.1 模糊控制器的结构设计

3.2.2 模糊量化处理

3.2.3 模糊控制规则的建立

3.2.4 模糊推理

3.2.5 非模糊化处理

3.2.6 带自调整因子的模糊控制器

3.3.带调整因子的模糊控制器的仿真研究

3.3.1 基本二维模糊控制器的仿真

3.3.2 论域、量化因子及调整因子的选择

3.4 专家-模糊PID复合控制器的设计

3.4.1 专家系统介绍

3.4.2 专家-模糊PID控制器的结构

3.4.3 专家规则的选取

3.5 仿真研究

3.6 本章小结

第4章 专家-模糊PID控制器在DCS上的实现

4.1 过热汽温串级调节系统

4.1.1 传统过热汽温串级调节系统

4.1.2 过热汽温专家-模糊PID控制系统

4.2 过热汽温专家-模糊PID串级控制在DCS上的实现

4.2.1 DCS中模糊控制模块的设计

4.2.2 专家规则功能块的设计

4.2.3 仿真实验

4.3 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢