基于MATLAB联合站原油加热模糊控制(程序)

基于MATLAB联合站原油加热模糊控制(程序)(课题申报表,任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文24500字,程序,答辩PPT)
摘 要
我国普遍采用长距离管道输送的方式输送原油，由于我国原油大部分为“三高”原油，即具有含腊高，凝固点高和粘度高的特点，尤其是在我国东部油田大面积进入高含水期及稠油和天然气的发中更容易沉淀凝固。因此在输送过程中，需要不断给原油加热，才能保证管道中原油的顺利输送。
本文针对联合站原油加热系统中加热炉系统，该系统是一个具有大惯性、纯滞后、强耦合和高度非线性的复杂时变系统，加热炉作为一个复杂的控制系统，采用传统的控制方法很难对这种系统进行有效的控制，而模糊控制器直接采用语言型控制规则，不需要建立被控对象的精确数学模型，增强控制系统的适应能力，鲁棒性强优点。
本文首先介绍了油田联合站原油加热控制的背景及意义，阐述了油田加热炉国内外发展现状及发展动态，模糊控制方法产生背景及应用；然后，论述了油田加热炉的发展，油田加热炉基本结构和工艺原理，研究分析了油田加热炉的特性与控制难点；对模糊控制基本原理进行研究，阐述了模糊控制器的设计基本原理，并针对油田加热炉的数学模型，设计了单输入模糊控制器、双输入控制器和带自调因子的模糊控制器，并进行了基于matlab矩阵实验室的实验仿真。实验结果表明，输入模糊控制器、双输入控制器和带自调因子的模糊控制器，三种控制方法都可得到良好的控制效果。

关键词：联合站；模糊控制；matlab
 
Abstract
Commonly used methods of long-distance pipeline transportation of crude oil, because most of our crude oil, "three high" crude oil, which has a high with wax, high freezing point and high viscosity characteristics, especially in the eastern oil into a large area of high water cut hair and heavy oil and natural gas is easier to precipitate solidified. So in the transportation process, the need to keep oil heating, to ensure the smooth transportation of crude oil pipeline.
In a joint station systems, commonly used oil furnace, is a large inertia, pure hysteresis, strong coupling system becomes highly nonlinear and complex, oil furnace as a complex control system, using traditional control method is difficult for such systems for effective control.
This paper introduces the development status and significance of crude oil is heated Union Station, the development of oil furnace and fuzzy control methods and application background; then discusses the basic structure and the oil furnace process principles, characteristics analysis and control difficulties; elaborated mathematical foundations of fuzzy control, fuzzy set theory based on fuzzy logic and approximate reasoning and fuzzy inference control block. Finally, the basic principles of fuzzy control study describes the basic principles of fuzzy controller design and the mathematical model for oil furnace, designed single input fuzzy controller, dual-input controller, and with self-adjusting factor fuzzy controller and conducted experiments based simulation matlab matrix laboratory. Experimental results show that the fuzzy controller input, dual-input controller, and with self-adjusting factor fuzzy controller, three control methods can get good control effect.

    Keywords:Union Station; Fuzzy control; Matlab
 
本文的结构安排如下：
第一章绪论，介绍了本文研究背景与意义，阐述了油田联合站自动化现状及发展动态，被介绍了油田联合站系统中最为重要的组成部分之一—油田加热炉的发生，以及本文实现加热炉温度控制的智能算法——模糊控制方法产生背景及应用。
第二章油田加热炉工艺原理和控制方法，对原油加热炉的工艺原理和目前工业中采用的控制方法进行了以下简单的分析和介绍，并针对传统控制方法严重依赖被控对象数学模型和原油加热炉由于其自身复杂特性模型难以建立的矛盾提出了一种模糊控制的智能控制方法。
第三章油田加热炉模糊控制器设计，主要论述了模糊控的基本原理，从线性控制与非线性控制的角度分类，模糊控制是一种非线性控制。从控制器的智能性看；介绍了模糊控制器的两种类型：单变量模糊控制器和多变量模糊控制器，并叙述了模糊控制器的设计过程，实现一步模糊控制算法的过程，微机经中断采样获取被控制量的精确值，然后将此量与给定值比较得到误差信号。
第四章加热炉温度控制仿真，针对联合站原油加热炉的数学模型，设计了单输入模糊控制器、双输入模糊控制器和带自调因子的模糊控制器，并进行了基于matlab矩阵实验室的实验仿真，设计模糊控制器时，各参数的设定并不是根据被控对象的数学模型来确定，由此说明模糊控制对被控对象的非线性和时变性具有一定的适应能力即鲁棒性较好的特点。
 

目 录
第1章 绪论    1
1.1 课题背景及意义    1
1.2 油田联合站自动化现状及发展动态    2
1.3 油田加热炉的发展    4
1.4 模糊控制方法产生背景及应用    6
1.5 本文主要工作    7
第2章 油田加热炉工艺原理和控制方法    9
2.1 油田加热炉的基本结构和工作原理    9
2.2 特性分析与控制难点    10
2.3 本章小结    12
第3章 油田加热炉模糊控制器设计    14
3.1 模糊控制概述    14
3.2 模糊控制基本原理    14
3.3 模糊控制器类型    16
3.4 模糊控制器的设计    17
3.5 本章小结    20
第4章 加热炉温度控制仿真    21
4.1 仿真软件功能描述    21
4.2 加热炉燃烧数学模型    21
4.3 基于单输入模糊控制器的仿真    22
4.4 基于双输入模糊控制器的仿真    26
4.5 带自调因子的模糊控制器的仿真    31
4.6 本章小结    34
结论    35
参考文献    36
致谢    38
附录    39