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研究生: 楊國雄
Yang, Guo-Shyong
論文名稱: 應用模糊控制理論與田口方法於汽電共生廠 鍋爐自動燃燒控制之研究
Application of Fuzzy Control Theory and Taguchi Methods to Boiler Automatic Combustion Control of Cogeneration Plant
指導教授: 楊明興
Young, Ming-Shing
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 90
中文關鍵詞: 鍋爐自動燃燒控制汽電共生
外文關鍵詞: Cogeneration, Boiler Automatic Combustion Control
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  • 應用模糊控制理論與田口方法於汽電共生廠
    鍋爐自動燃燒控制之研究
    楊國雄* 楊明興**
    國立成功大學電機工程研究所
    摘 要
    本論文主要在探討模糊控制在汽電共生廠鍋爐自動燃燒控制(Automatic Combustion Control,ACC)的應用,由於整個鍋爐燃燒系統是一個非線性系統且系統特性隨時間而改變,因此在PID的控制上,操作者須時常重新調整PID控制參數,以因應系統特性的改變,而模糊控制則無此需要,因而可以得到較好的控制效果。
    本研究即是針對汽電共生廠鍋爐自動燃燒控制,此一非線性且具有燃燒時間延遲之複雜系統,利用模糊控制理論來設計模糊控制器,並在不同燃燒時間延遲的鍋爐燃燒系統轉移函數模型下,來比較PID控制與模糊控制兩者的控制性能。且由於在模糊控制器的設計上,設計者所選擇的歸屬函數(Membership Function),往往不是最佳的歸屬函數參數組合,因此在本文中並引入田口實驗法,利用直交表實驗的方式,來找出一組模糊控制器之輸入變數歸屬函數最佳參數組合,使模糊控制器的控制性能更加理想。
    文中最後並實際以某汽電共生廠鍋爐自動燃燒控制之操作,利用模糊控制理論,來進行鍋爐自動燃燒控制系統模糊控制器的實例設計與系統控制操作量的計算,並且提供相關問題的探討。
    * 作者
    **指導教授

    Application of Fuzzy Control Theory and Taguchi
    Methods to Boiler Automatic Combustion Control
    of Cogeneration Plant
    Guo-shyong Yang* Ming-Shing Young**
    Department of Electrical Engineering
    National Cheng Kung University , Tainan , Taiwan , R.O.C
    Abstract
    This thesis is mainly explore that the application of fuzzy control on the boiler Automatic Combustion Control (ACC) of the cogeneration plant. As the boiler combustion system is a non-linear system and the quality of system will be various with the changes of time. Hence, it is often essential for operator to adjust anew the control parameters of PID to adapt variation in the quality of system. Contrary, it is not necessary for a fuzzy control. Therefore, we can get a better control effect.
    This research is to take aim on the Boiler Automatic Combustion of the cogeneration plant, which in nature is a complex system of non-linear and time-delay of combustion. We employed the fuzzy control theory for the design of the fuzzy controller and for the comparison of control efficacy between PID control and fuzzy control under the transfer function model of the boiler combustion system with different combustion time-delay. Moreover, for the design of the fuzzy controller, the membership function that designer choose may not always be the best combination of membership function parameters. Therefore, in this study, we introduced the Taguchi Quality Experiment Method, which through the way of Orthogonal Array experiment, we solved for a set of best parameters combination for input variable membership function enabling higher level of fuzzy control efficiencies.
    In the final section of the thesis, coordinating actual Automatic Combustion Control operation with fuzzy control theory, we then proceeded with the fuzzy controller design for the cogeneration plant and calculated the operating amounts of system control and also provided related subjects for further exploration.
    * The author
    **The advisor

    目 錄 中文摘要 I 英文摘要 II 致謝 V 目錄 VI 圖目錄 VIII 表目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 1 1.3 研究方法 2 1.4 內容摘要 3 第二章 系統設計 5 2.1 鍋爐燃燒系統轉移函數模型的建立 6 2.2 PID控制與模糊控制兩者控制性能比較 9 2.2.1模糊控制器設計 10 2.2.2系統模擬 16 2.3 應用田口方法於模糊歸屬函數最佳參數組合之選取 21 2.3.1望小特性參數設計 21 2.2.2系統模擬 25 第三章 結果討論 28 第四章 鍋爐ACC系統模糊控制器實例設計與計算 30 4.1 系統硬體架構與控制流程 30 4.2 模糊控制器實例設計 32 4.3 系統控制操作量計算 39 第五章 結論與未來應用 47 5.1 結論 47 5.2 未來應用 47 參考文獻 48 附錄A 汽電共生系統概述 50 A.1 何謂汽電共生 50 A.2 汽電共生廠蒸汽發電流程 52 附錄B 汽電共生廠鍋爐自動燃燒控制 55 B.1 鍋爐燃燒系統概述 55 B.2 鍋爐自動燃燒控制 58 B.3 鍋爐自動燃燒控制系統硬體架構與控制流程 61 附錄C 模糊控制理論 63 C.1 模糊集合基本概念 63 C.2 模糊關係 66 C.3 模糊控制 67 C.4 模糊控制器設計步驟 69 附錄D 田口品質工程實驗法概述 78 D.1 前言 78 D.2 田口品質工程實驗法之設計理論 78 D.3 使用田口品質工程實驗法之時機 89 作者簡歷 90

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    下載圖示 校內:2005-06-21公開
    校外:2005-06-21公開
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