邮轮货油加温系统的模糊PID控制研究

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我国进口石油大多数依赖油轮运输,货油在运输途中需要进行加热保温,目前油轮上普遍采用人工手动调节蒸汽供给阀来控制调节货油舱货油的加热保温。人工控制货油加温时易会出现操作失误或工作疏忽,从而导致货油加热保温效果不理想。此外,货油加热控制过程的干扰因素较多,油轮货油加温控制对象具有纯滞后、非线性和时变性的特点。因此,为了提高油轮货油的加热保温控制效果,有效控制货油温度/粘度,以保证油船顺利到港卸货,本文进行利用所搭建的货油加温自动控制系统及其实验台,开展货油加温的模糊PID控制研究,主要工作如下:
  首先,搭建货油加温自动控制系统。该自动控制系统是以计算机、数据采集卡为硬件基础构建而成,能够实现数据的采集、显示、储存和控制输出等功能;自动控制系统与货油加温实验台中的蒸汽加热系统和其他附属设备配合工作,实现整个货油加温系统的自动温度控制运行;经实验台运行测试,该货油加温自动控制系统可满足开展控制实验研究的要求。
  其次,在对货油加温系统进行分析的基础上,建立起被控对象的数学模型,并在MATLAB/Simulink环境下,结合其控制数学模型,开展PID控制、模糊控制和模糊PID控制的仿真研究,并进行抗干扰仿真分析。通过分析发现,相对于 PID控制或模糊控制,在货油加温系统中采用模糊PID控制,可在超调量、稳定性、响应速度以及抗干扰性方面均有改进提升。
  最后,利用LabVIEW虚拟仪器技术设计货油加温系统的PID控制器、模糊控制器和模糊PID控制器或控制程序,并将LabVIEW虚拟仪器与货油加温自动控制系统进行整合,搭建起完整的货油加温自动控制系统的实验台。利用货油加温自动控制系统的实验台,开展货油加温控制的对比实验,考察系统在PID控制、模糊控制和模糊PID控制下的货油加温控制效果:对比实验结果进一步证实,在货油加温系统中采用模糊PID控制可以取得良好的加温控制效果。
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