锅炉作为我国主要的能源转换设备，经济发展的各个领域都离不开它。2015年，我国的燃煤锅炉约47万台，而总工业锅炉使用量约59万；用在这些燃煤锅炉的煤炭每年有将近4亿，而我国每年总耗煤量才16亿，这意味着改进锅炉对全面减排又十分巨大的作用。目前，我国以煤为燃料的锅炉大多为链条炉，这种锅炉其燃烧效率和锅炉热效率低，远不及国际先进水平。不仅如此其烟尘排放大，约占全国排放总量的四成，二氧化碳排放量约占全国排放总量的一成，二氧化硫排放量占全国排放总量的四成。在这个人人提倡环保的时代，工业锅炉的技术改造及其智能化控制刻不容缓。

锅炉的汽包水位控制系统发展至今，经历了多个阶段。从最早的单冲量到双冲量和三冲量。单冲量控制系统作为一种早期的简单、基本的控制方案。是以水位为反馈的单参数控制回路。目前来看，这种控制方式充满了缺点。由于其只有一个输入变量即水位，当锅炉负荷大时，会产生一种虚假水位的现象（虚假水位即当锅炉负荷大汽包中许多蒸汽停留在蒸汽面下，导致水位上升）。水位一开始上升，调节器若根据水位判断就会降低给水量，这个对于锅炉流量平衡是不正确的。这种操作会使蒸汽量和给水量的波动变大，水位无法保持平衡[5]。

当给水压力扰动导致给水流量变化时，由于设备的滞后性，调节器又有等到水位变化时才能调节。这对于虚假水位问题严重或者水位变化快的锅炉而言是致命的缺陷。这也促进人们对锅炉给水控制系统的研究，间接导致了双冲量和三冲量系统的问世。

双冲量系统将当前水位作为主要调节信号，同时以蒸汽量作为前馈信号。有一定改进，不过无法侦测到给水量的改变。当给水量因为外界因素导致产生扰动是，需要等到当前水位信号变化时才能调节，滞后时间长，无法精确控制水位。

三冲量以当前水位为主调节信号，给水量为反馈信号，蒸汽量为前馈信号。这种调节系统克服了虚假水位的问题和给水量扰动的问题，提高了给水控制系统的控制力，对水位的控制更为精确。尤其是对于大型锅炉，一般而言锅炉的容量和汽包容水量成反比，锅炉容量越大对控制的精确度就越是严格。当多个锅炉并列运行时，其控制系统之间也会相互联系。三冲量系统加入了给水量信号，很好的解决了这个问题。

  目前应用于锅炉水位控制的各种理论主要有：PID控制、模糊控制、模糊PID控制、集散系统控制、神经网络控制。

1.基于PID的锅炉给水系统

原理简单；使用方便；适应性强；鲁棒性强，能够适应被控对象的变化，非常适合锅炉高压高负荷的工作环境；同时PID控制在前人的摸索下已经总结出了一套系统的参数整定方法，对于实际操作者的学习很有帮助。不过PID控制系统也存在一些问题，其超调量大无法实现系统的精确控制。

2.基于模糊控制的给水系统

模糊控制鲁棒性较传统方法更强，适用于解决过程中非线性、强耦合、滞后问题。且其容错性强，可自动根据受控对象动力学特征、环境特征、行动条件做出改变。不过模糊控制的系统精确度普遍不高且缺乏系统性。

3.基于模糊PID控制的给水系统

模糊PID控制的给水系统，其特点就是可以对不确定的因素有良好的应对方式，比如我们过程中遇到的干扰、延迟等。同事他也继承了PID简单高效，鲁棒性高的优点[6]。

 4.基于集散控制的给水系统

集散控制系统简称DCS，其能力主要是通过计算机对生产过程集中检测、操作、管理和分散控制被控对象。是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯网络技术、CRT技术、图形显示技术以及人机交互技术相互交织发展而来的。根据其在汽包水位控制中的应用表现，不仅精度高，系统稳定，而且蒸汽质量、锅炉热效率都有显著提高。 matlab锅炉全程给水控制系统设计(3):http://www.chuibin.com/zidonghua/lunwen_206549.html