Structural Optimization and Self-tuning of Marine Boilers

Student thesis: Master thesis (including HD thesis)

  • Mads Kronborg Agesen
  • Hans Jørgen Uggerhøj
Dette projekt omhandler udvikling af et proof-of-concept self-tuning system til et Mission OS (TM) kedelsystem. Ydermere er der udviklet en metode, der sikrer ren forbrænding, selv ved saturering af aktuatorerne i brændstofsystemet. Mission OS (TM) kedelsystemet er modelleret som tre separate ulineære modeller; en model af Mission OS (TM) kedlen, fødevandssystemet og brændstofsystemet. I forbindelse med design of SISO regulatorer, er de komplekse ulineære modeller simplificeret til integratormodeller. De komplekse ulineære modeller og de simple integratormodeller er verificeret mod måledata fra kedelsystemet. Regulatorerne er designet med henblik på anvendelse i det udviklede self-tuning system, som er udviklet til at identificere modelparametre under opstart af kedelsystemet. De identificerede parametre omfatter karakteristik af servomotorer, fødevandsventil, damptrykopbygning samt et kurvebånd, der beskriver olie/luft forhold, anvendt til iltregulering. På baggrund af disse parametre udregnes regulatorparametre, inden kedelsystemet sættes i normal drift. Regulering af brændstofsystemet til Mission OS (TM) kedelsystemet inkluderer pulsbreddemoduleret (PWM) positionsregulering af olieventil og luftspjæld. Opgaven at følge et kurvebånd ved aktuator saturering, er beskrevet som et minimeringsproblem. Minimeringsproblemet er løst ved brug af et modelprædiktivt referencekorrektionssystem, der sikrer konstant iltniveau ved overholdelse af kurvebåndet. Endeligt er en Kalman estimator designet til at estimere middelvandstand i kedlen og det umålbare dampforbrug, med henblik på at vurdere mulig forbedring af vandstandsreguleringen. De udviklede metoder er verificeret gennem simulering og viser tilfredsstillende resultater.
LanguageEnglish
Publication date2009
Number of pages143
Publishing institutionAAU, IES Automation and Control
ID: 17643586