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基于模糊PID的喷油螺杆式空压机余热回收系统控制技术研究 开题报告 * 模板来自于 * 日期：2014年12月27日 导师： 江乐新 报告人：费凡 1.研究意义、现状及目的 2.研究内容及关键点 3.研究方法及预期效果 4.进度安排 开题报告 基于模糊PID的喷油螺杆式空压机余热回收系统控制技术研究 1.研究意义、现状及目的 研究意义 目前许多企业中都采用了空气压缩机作为其动力源，而空气压缩机对于资源、能源的高消耗、高浪费问题也引起了很多企业的关注。 举一个例子。对一套空压机系统的调查表明，其运行五年的费用构成中，系统的初期设备投资及设备维护费用仅占到总费用的 23％，而电能消耗（电费）则高达 77%。 开题报告 根据美国能源署的一项统计，压缩机运行时消耗的电能中，真正用于增加空气势能的仅占总耗电量的 15%，而其余大部分（约 85%）的电能都转化为热量，并通过风冷或者水冷的方式排放到了空气中，换句话说，一套空气压缩机运行五年的费用中，有超过六成（77%×85%=65.45%）被浪费。 研究意义 开题报告 研究现状 开题报告 由上面数据我们得知，提高空压机的能源利用效率有着显著的意义。一方面可以减少对能源的使用，另一方面可以大大减少空压机使用者的使用成本。 如何提高空压机的能源利用效率,就目前的情况来讲主要是从两个方面。 第一方面，从空压机制造原理入手。优化空压机的零件结构，装配工艺以及优化空压机的控制系统。这些方法投入较大，周期较长。目前，做这些工作的主要是国外的一些大型空压机生产厂家。 另一方面，就是从空压机余热回收角度出发。将空压机所产生的热油与冷水进行热量置换，使冷水升温用于其他用途。这种方式原理简单，投资少，适用性强，效益回收快。本文以此类为研究对象。 研究现状 开题报告 研究现状 开题报告 这种余热采集系统优点 系统结构简单，可实践性强。 投入成本低，收效大。 这种余热采集采集系统缺点 系统控制方式粗陋，并没有考虑其对空压机系统运行的影响。 不能应用于空压机使用环境的较为复杂的地方。 系统能源回收效率有待于进一步提高。 研究目的 当下，空压机的余热回收已经在国内外空压机使用工厂被广泛的采用，但余热回收的效果仍有待于进一步加强。 作者通过深入了解空压机的工作原理以及余热回收系统的工作方式，试图分析余热回收系统对空压机正常运行的影响并将现代控制方法引入到余热回收系统当中，在维持空压机稳定运行的前提下，实现空压机余热的最大化采集，并增强余热回收系统的健壮性。 开题报告 2.研究内容及关键点 研究内容 1.熟悉喷油式螺杆空压机的工作方式，运行原理。深入分析对空压机正常运行有影响的参数，尤其是进行余热采集之后会对空压机正常运行带来重大影响的参数，比如循环油压，油温，油流量。熟悉余热回收系统的原理以及相关理论知识。 2.采用模糊PID的方法对余热回收采集系统进行控制，验证该方法的合理性。并将该方法引入到余热控制系统当中。 3.搭建合理的实验装置，验证该控制方法是否能实现对余热回收系统有效控制并达到预期目标。 4.将实验结果与仿真结果进行比较分析，优化余热采集系统参数，提出合理高效的余热采集系统。 5.设计空压机余热回收控制器。 开题报告 2.研究内容及关键点 研究关键点 1.对采用余热回收装置后的螺杆式空气压缩机的可逆定温压缩及可逆多变压缩过程的热力学特性进行分析，建立加入余热回收装置后空压机工作过程的热平衡模型及压力平衡模型。分析余热回收系统是如何对空压机系统进行影响的，主要影响因素是什么，主要因素是怎样影响空压机系统工作的，其规律是什么。 开题报告 2.在保证空压机稳定工作的前提下，建立油系统高效余热回收模型，以使空压机以最为高效的方式运行。 3.采用在用模糊PID的方法控制余热回收系统，进行仿真的时候，如何在以在保证对空压机影响将至最低的前提下，保证回收效率最大。 4.将余热回收控制系统应用于实验，得到实验数据后如何处理用以优化余热采集控制系统。 1.数值模拟法：采用模糊PID的方法，将建好的余热回收系统的数学模型在MATLAB上进行仿真，探究系统中相关参数对余热回收系统采集效率的影响。 2.实验法：利用相应的控制系统搭建实验平台，验证是否能达到预期控制效果，观察相关参数参数对余热回收系统采集效率的影响。 开题报告 3.研究方法及预期效果 研究方法 1.收集空压机余热相关数据，分析计算经济的回收效益，作出经济可行性报告。 2.对空压机余热回收系统有进一步的研究，将其不断优化，为空压机余热回收的应用实践提供理论和实验基础。 3.一年内除完成硕士论文的撰写外，陆续以总结报告和论文的形式