毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1. 研究的背景，目的和意义
换热器是大多数工业生产过程中不可缺少的传热设备，也是重要的节能设备。它在动力、冶金、炼油、化工、电力、制冷、建筑、重型机械制造、航空、原子能、食品和医药等部门应用广泛，并占有十分重要的地位。随着工业的不断发展，它将具有更广泛的应用前景。如动力工业的热力发电厂，装有空气预热器、燃油加热器、给水加热器、蒸汽冷凝器等一系列的换热器；在热电联产、集中供热系统中，换热器也是必不可少的设备。
换热器作为一种利用能源与节约能源的重要设备，在节能技术改造中具有很重要的作用。其作用表现在两个方面：一是在生产工艺流程中使用着大量的换热器，提高这些换热器的效率，显然可以减少能源的消耗；二是用换热器来回收工业余热，可以显著地提高设备的热效率。随着工业经济的迅速发展，能量消耗量不断增加，能源紧张已成为一个世界性的问题。随着工业的不断发展，对能源利用、开发、节约的要求不断提高，因而不仅对换热器性能的要求日益加强，而且对换热器过程控制品质要求也不断增加。
换热器传热过程在工业生产中的目的，有的是为了使工艺介质达到生产工艺所规定的温度，以利于生产过程的顺利进行和保证产品质量；有的则是为了避免生产过程中能量的浪费。很多工业领域的产品对生产的工艺温度十分敏感，高于或低于这个工艺温度都会极大的降低产品质量，造成不必要的浪费。比如，在制冷、空调、化工、食品、医药等生产过程中，为了保证过程的顺利进行和保证产品质量，必须保证换热器良好的传热和严格控制换热器的出口温度；因此，控制好换热器出口介质的温度具有极其重要的意义。
综上所述，由于换热器在节能、保证产品质量等方面承担着非常重要的角色，为了保证换热器的正常运行，及高度的经济性和安全性，对它的自动化水平提出了更高的要求。由于换热器的出口温度控制系统受到冷热流体流量、温度等诸多因素的干扰导致控制系统作用不及时、最大偏差大、过渡时间长、抗干扰能力差、控制精度低[1]。它们只能得到近似的数学模型甚至得不到数学模型，采用传统的控制方法难以达到令人满意的控制效果。运用MATLAB对设计控制器进行仿真，得到最佳控制效果具有重要的理论意义和工程实用价值。
2. 国内外研究现状与发展趋势
目前，换热器控制中大多数仍采用传统的PID控制，以加热介质的流量作为调节手段，以被加热工艺介质的出口温度作为被控量构成控制系统，对于存在大的负荷干扰且对于控制品质要求较高的应用场合，多采用加入负荷干扰的前馈控制构成前馈反馈控制系统。
PID 控制是广为通用的控制方法，多数反馈回路采用该方法或其变形来进行控制。PID及其改进型控制器占全世界过程控制中所用控制器的90%，其中80%以上是纯PID 控制器[2]。它具有很多优点，对于绝大部分生产过程控制中，人们首先想到的总是PID控置。根据控制对象的不同，适当地调整PID参数，可以获得比较满意的控制效果。实际生产过程中，温度控制对象一般都具有纯滞后和大惯性，并存在诸多干扰，如果采用常规PID控制算法，其效果不理想，系统的抗干扰能力差，响应的动态过程较长[3]。 针对上述情况，众多学者提出了其它温度控制方法.
最小拍无纹波控制算法是随着算机不断发展，科研人员也逐渐意识到传统控制方法的弊端，开发出利用计算机软件和硬件进行温度控制的算法. 采用最小拍无纹波控制算法，实现了换热器温度控制，这一研究对于换热器温控系统的稳定性改进具有一定的实际和经济价值。其工作原理是热电偶传感器将热处理电加热炉的温度传到单片机中，然后经单片机与标准值对比分析，再传送到温度控制系统中，对电热炉进行控制，温度高则停止加热，温度低则继续加热[4]。
