锅炉是生产蒸汽的设备,保持锅炉汽包内的水位在一定范围内是非常重要的。如果水位过低,锅炉可能被烧干;水位过高,输出的蒸汽含水量大,而且水还可能溢出。这些都相当危险,因此控制好汽包水位是保证锅炉正常运行的重要环节。然而汽包水位具有时滞、非线性、大扰动等特性,虚假水位现象难以控制。若采取常规的PID控制,在出现虚假水位时,PID调节器不但不加大调节阀,反而减少汽包进水流量,致使汽包中供水量进一步减少。因此,常规的PID控制器难以获得良好的控制效果。除此之外,由于汽包的时滞、非线性、大扰动等特性,要建立汽包精确的数学模型绝非易事,即使建立了系统的数学模型,该模型也是对受控系统作了很多的简化,有许多特性未能包括到模型中去,所以在实际应用中存在着许多问题,如不稳定,对某些参数过于敏感等等。而目前在应用中取得普遍成功的理论结果和方法往往仅适用于线性单变量的情形,实际系统又大多都是非线性的,多输入多输出的,耦合的和带有噪声的,这就使得目前许多成熟的理论在应用时遇到一定的障碍。因此基于数学模型设计的控制器,在实际应用中就可能受未建模动态和鲁棒性的影响,它们是所有的基于模型的控制理论和技术不可避免的本质问题。因此,要想解决这对“孪生”问题,就必须开辟新的研究路线,寻求一种不依赖于系统数学模型的控制律的设计方法。基于这一思想,提出了汽包水位的无模型控制,即控制器的设计仅利用受控系统的I/O数据,控制器中不包含受控过程数学模型的任何信息的控制理论与方法。作为无模型控制的一种,无模型自适应控制无论是在理论研究、仿真实验还是在实际应用中,都证明能够处理具有强非线性、时滞、扰动的系统的控制问题。文章将无模型自适应控制应用于锅炉汽包水位的控制,并在Matlab-Simulink平台上开发了无模型自适应控制器,通过仿真实验,汽包水位的无模型自适应控制系统抗扰动能力强,而且能够消除虚假水位现象。另外,在无模型自适应控制的基础上,对控制算法进行了改进,基于无模型自适应改进算法的汽包水位控制,响应速度更快,系统更稳定。