基于LabVIEW的線網(wǎng)反應(yīng)器高速溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、煤炭作為化石能源，是我國能源的基礎(chǔ)，在整個(gè)能源體系中的比重相當(dāng)之大，目前我國的一次能源中，煤炭占比達(dá)到66%左右，但在煤炭資源被大量消耗的同時(shí)，也帶來了燃燒效率不高和各種氣固污染物大量排放的嚴(yán)峻問題。在這種情況下，了解煤炭在燃燒過程中的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，分析掌握煤等燃料的燃燒機(jī)理和理化變化過程，從而控制環(huán)境污染、有效利用能源，成為了非常重要的課題。為了更好地推動(dòng)此類課題的深入探索，針對(duì)其實(shí)驗(yàn)設(shè)備選擇及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究，也因此具有了非常重要

2、的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。本文以線網(wǎng)反應(yīng)器為基礎(chǔ)，基于LabVIEW的軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了線網(wǎng)反應(yīng)器的高速溫度控制系統(tǒng)。
　　本文選擇的線網(wǎng)反應(yīng)器，脫胎于英國帝國理工大學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并參考借鑒了清華大學(xué)的改進(jìn)措施，在實(shí)驗(yàn)部件的安裝及加熱效果的穩(wěn)定性上均有了提升。系統(tǒng)硬件部分采用了基于PCI總線協(xié)議的PCI8192控制板卡作為核心，并選用了K型熱電偶、LYR溫度變送器、功率調(diào)節(jié)器和PC機(jī)等配件組成。系統(tǒng)軟件部分基于LabVIEW軟件平

3、臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，整套程序?qū)崿F(xiàn)了通過PCI總線通信從PCI8192板卡中接收數(shù)據(jù)和發(fā)送命令，并在PC上顯示實(shí)時(shí)曲線等功能。
　　在控制方法研究及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證部分，本文首先應(yīng)用了常規(guī)PID控制方法，通過介紹數(shù)字控制系統(tǒng)的基本知識(shí)延伸至本文應(yīng)用的直接數(shù)字控制系統(tǒng)。隨后，詳述了位置型PID控制和增量型PID控制這兩種較為常用的PID控制方法，并過實(shí)驗(yàn)和分析，最終選擇了增量型PID作為系統(tǒng)的控制算法，并結(jié)合積分限幅和積分分離等多種積分項(xiàng)的改進(jìn)措施以

4、改善控制效果。隨后在LabVIEW平臺(tái)上分別進(jìn)行低速和高速升溫的實(shí)驗(yàn)，得到了低速升溫效果良好、高速升溫控制效果一般的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并據(jù)此對(duì)系統(tǒng)控制方式進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。
　　在改進(jìn)型控制方法的研究中，選擇了專家PID的控制方法。為了能夠?qū)刂品椒ㄟM(jìn)行仿真，先由系統(tǒng)辨識(shí)出線網(wǎng)反應(yīng)器高速溫度控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，再由Matlab進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，由此證明專家PID控制方法的可行性。隨后應(yīng)用改進(jìn)后的控制算法，在LabVIEW的平臺(tái)上進(jìn)行了真實(shí)實(shí)驗(yàn)，