过热汽温控制系统

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过热汽温分段控制策略

过热汽温分段控制策略

D
θ1
θ2
θ3
θ4
分段控制系统
一级喷水控制策略图
屏式过热器
高温过热器
低温过热器
一级减温器
二级减温器
D
θ1
θ2
θ3
θ4
分段控制系统
二级喷水控制策略图
屏式过热器
高温过热器
低温过热器
一级减温器
二级减温器
D
θ1
θ2
θ3
θ4
过热汽温控制系统工艺流程
第二部分
过热汽温控制系统工艺流程
过热汽温控制系统工艺流程
过热汽温分段控制策略
主目录
分段控制系统
第一部分
分段控Leabharlann Baidu系统
延迟和惯性更大
结构复杂
过热汽管道长
现代大型锅炉
分段控制系统
Piecewise control system
对于现代大型锅炉,由于过热器管道长,结构复杂,迟延和惯性更大,为了完成控制过热汽温和保护过热器两个任务,多采用分段控制系统。
分段控制系统
对于A、B两侧来说,由于其出口均有独立的温度测点,且温度的设定值可以相互独立,所以其控制系统可以设计为两套独立的汽温控制策略。
分段控制系统
屏式过热器
低温过热器
一级减温水
一级减温器
二级减温水
二级减温器

过热汽温控制系统的无扰切换控制与组态设计

过热汽温控制系统的无扰切换控制与组态设计

采 用 实验 室开发 的先进 控 制平 台软 件进 行模 拟仿 真 , 果表 明该控 制 策略 具 有 超调 量 小( 于 结 低 2 ) 调 节速 度快 、 % 、 鲁棒 性 强等 特点 , 实际现 场应 用显 示 出 了良好 的动 态调 节品质 与控 制效 果 。
关键 词 : 热汽 温 ; 过 无扰 切 换 ; 态设 计 组
中图分 类号 :P 7 T23
文章 编 号 :0 5 9 3 ( 0 2 O — 0 5 0 10 — 80 2 1 ) 1 02 — 6
Un it r e wic n n r la d Co fg r to sg f d su b d S thi g Co to n n u a in De i n o i S p r e td S e m m p r t r n r lS se u e h a e ta Te e a u e Co to y tm
sl a at e po o inlsm df rni ( S e -d pi rp ro a u iee t l P D)s i hn ot lshme i pooe ee A f v t f a wt i cnr c e s rp sd hr. c g o
c mmo D c n rle i a p id o n e lo o n PI o tol r s p le t i n r o p.Ou e lo s t r o p us a p o it s t h n b t e e p r prae wi i g ewe n c sn l — e r n s l- d p ie PS c n r la d P D o to . n i u ai n o h n it r e wic i g i ge n u o efa a tv D o to n I c n r1 Co fg rto ft e u d su b d s th n c n r ls he s d sg e a e n t e d srb t d c n r ls se p afr o o b r /A ei s o to c me i e in d b s d o h iti u e o to y t m lto m fF x o o I s re .

直流锅炉汽温控制

直流锅炉汽温控制

D
Y G(s)
内模控制系统
处理不可测干扰D (1)可测干扰——前馈控制; (2)串级控制处理
YSP
+-
+ - Gc1(s)
Gc2(s)
G2(s)
- +
G’1(s)
G1(s)
D Y
串级控制系统的内模控制
YSPБайду номын сангаас
+-
KP1
+- Gc2(s)
+
G2(s)
G’1(s)
G1(s)
D Y
一种内模控制形式
Y (s) YSP (s)
γθ2
γθ1 过热汽温串级控制系统框图
2、过热汽温分段控制系统
一级减温器
二级减温器
Ⅰ段过热器
θ4 Ⅱ段过热器θ3
θ2 Ⅲ段过热器 θ1
γθ4
γθ3
γθ2
γθ1
PI3
PI1
PI4
PI2
KZ
KZ
减温水 Wj1
减温水 Wj2
过热汽温分段控制系统
Ⅰ段过热器 一级减温器 θ4
二级减温器
Ⅱ段过热器θ3
θ2 Ⅲ段过热器 θ1

1

KP1GC 2
(s)G2
KP1GC2 (s)G2 (s)G1(s) (s)G1(s) GC2 (s)G2 (s)

电厂热工自动控制系统

电厂热工自动控制系统

电厂热工自动控制系统

电厂热工自动控制系统

单元机组的自动调节系统

¾ ¾ ¾ ¾ ¾

机组功率-转速调节系统汽温控制系统(过热、再热)

水位控制系统(凝汽器、除氧器、汽包)

燃烧控制系统(燃料、风量、炉膛压力及一、二次风配比控制)其它单回路控制系统

第一部分汽温控制系统

一、过热汽温控制系统

1. 任务

温度过高,可能造成过热器、蒸气管道和汽轮机的高压部分金属损坏;

温度过低,会引起电厂热耗上升,并使汽轮机轴向推力增大造成推力轴承过载,还会引起汽轮机末级叶片蒸汽湿度增加,降低汽轮机内效率,加剧对叶片的腐蚀

控制要求:最大控制偏差不超过±10℃,长期偏差不超过±5℃

规定要求:

2. 静态特性

过热器的传热形式、结构、布置将直接影响其静态特性。大容量锅炉一般采用对流过热器、辐射过热器和屏式过热器交替串连布置。

过热器出口温度

对流式

3. 动态特性

蒸汽流量变化、热烟气的热量变化、减温水流量变化相同点:均为有迟延的惯性环节

辐射式

不同点:特性参数有较大区别

蒸汽流量变化扰动下,汽温的迟延和惯性较小烟气扰动与蒸汽流量扰动相似,汽温反映较快减温水流量扰动由于管道较长,汽温反应较慢

4. 控制方案串级控制

导前微分控制

过热器减温器出口温度

TE4001

TE4025

末级过热器出口温度

TE4024

LDC指令

过热器减温水阀

控制逻辑

静态特性:纯对流特性

动态特性:更容易受负荷、燃烧工况等干扰的影响,温度变化幅度较大

调节手段:烟气再循环、尾部烟道挡板、喷燃器摆角、喷水减温

烟气再循环:

尾部烟道烟气抽至炉膛底部,降低炉膛温度,减少炉膛的辐射传热,从而提高炉膛出口烟气的温度和流速。使再热器的对流传热加强,达到调温的目的。

锅炉过热蒸汽温度控制系统的设计与仿真

锅炉过热蒸汽温度控制系统的设计与仿真

低(5~IO) ̄C,效率就降低约 1%,因此严格 控制过热汽温在给定值 间 r约为 20s,具有较 良好的动态特性。但实际运行 中,蒸汽负荷
附近是大型火电机组运行 的重要任务之一[1J。
是变化的,因此不宜用来控制过热汽温 。
过热蒸汽温度控制 中,被控对象具 有非 线性 、时变性 、滞后 2-2 烟气传 热量扰 动的动态 特性
时变性 和不确定性等的处理能力 ,改善 了控制效果 。
动下过热 汽温 的变化迟延 f一般为 (15~25)s,动态特 『生较为理
来稿 日期 :2015—08-05 基金项 目:科研启动基金(GY.-Zl2079) 作者 简介 :刘丽桑,(1984-),女 ,福建莆 田人 ,博士研究生,讲师 ,主要研究方 向:工业 自动化、智能算法 ;
第 4期 2016年 4月
机 械 设 计 与 制 造
Machinery Design & Manufacture
265
锅 炉过 热 蒸 汽 温度控 制 系统 的设 计 与仿 真
刘丽桑 ,张锦 枫
(福建工程学院 福建省数字化装备重点实验室 ,福建 福州 350118)
摘 要 :过热蒸汽温度 的高低直接影响着火电机组的安全性和经济性 。由于过 热蒸汽温度对象具有非线性 、时变等复杂 特 性 ,设 计了一种采用模糊 PID控制策略 的串级控制方案 ,分析 了锅炉过热蒸汽温度在 不同扰动作 用下的动 态特 性 ,设 计 了 FUZZY—PID控制 器,对 PID控制器参数进行 了整定,并对 FUZZY-PID控制器和常规控制器的控制效果进行 了仿真 比较 ,最后利用组态王 Kingview开发 了相应的过热蒸汽温度监控 系统。结果表明 ,FUZZY—PID自适应能力强 ,提高 了系 统对非线性、时变性和不确定性等的处理能力,改善 了控 制效果 ,具有更好的动态特性。 关键词 :过热蒸汽 ;温度控制;FUZZY-PID;串级控制 ;Kingview 中图分类号 :TH16;TP368.1;TK3 文献标识码 :A 文章编 号:1001—3997(2016)04—0265—03

蒸汽温度控制系统

蒸汽温度控制系统

四、再热汽温控制方案
• 1. 采用烟气挡板调节手段的再热汽温控制系统
主蒸汽流量D A 屏 式 过 热 器 高 温 过 热 器 高 温 再 热 器 低温 再热 器 省煤 器 低温 过热 器 省煤 器 f1(x) -K 再热挡板 至空气预热器 过热挡板 KZ 过热挡板 KZ 再热挡板
f3(x)
再热汽温
第四节 再热汽温控制
一、再热蒸汽温度控制任务
保持再热器出口汽温为给定值。
二、再热汽温的影响因素
(1)机组负荷的变化(蒸汽流量变化)对再热汽温有很大的 影响; (2)烟气热量变化也是影响再热蒸汽温度的重要因素。 由于再热器是纯对流布置,再热器入口工质状况取决 于汽轮机高压缸排汽工况,因而再热汽温的变化幅度较过 热汽温大的多。
图25再热汽温喷水减温控制系统
二、过热汽温对象特性 主要扰动有三种: (1)烟气热量扰动:燃烧器运行方式变化、 燃料量变化、燃料种类或成分变化、风量 变化等等这些变化最终均反映在烟气热量 的变化; (2)蒸汽流量(负荷)扰动; (3)减温水流量扰动。
D
GD(s) +
Q
GQ(s)
θ
+
+
W
GW(s)
1.蒸汽流量(负荷)扰动下的汽温特性
f(x ) N
K
LEAD LAG
LEAD LAG
A

汽温控制系统

汽温控制系统

第一节 过热汽温自动控制系统
三、过热蒸汽温度控制系统举例
第一节 过热汽温自动控制系统
对于现代大型锅炉,由于过热器管道长,结构复杂, 迟延和惯性更大,为了完成控制主蒸汽温度和保护过热 器两个任务,多采用分段控制系统(多级减温)。
一级减温:减温器布臵在低过出口集箱至全大屏过热器进口集箱的连接管上,
第一节 过热汽温自动控制系统
(一)一级减温控制系统 1、信号部分
被调量:二级减温器入口 的蒸汽温度θ1 给定值:机组的负荷函数, 可由运行人员进行手动偏臵。 前馈信号:机组负荷、送 风量、燃烧器摆角
第一节 过热汽温自动控制系统
2、串级控制部分 E1= θ0- θ1 主调节器 副调节器 主调节器 PIDl的输入 偏差信号e1是二级减温器入 口的蒸汽温度给定值θl与 E2= θ1j -OPID1 +f 实际值θ0的偏差。
第四章
第一节
第二节
汽温控制系统
过热汽温控制系统
再热汽温控制系统
第一节 过热汽温自动控制系统
一、过热汽温自动控制的任务与对象的动态特性 1、过热汽温控制的意义与任务 2、过热汽温控制对象的静态和动态特性 (1)静态特性 锅炉负荷与过热汽温的关系 过剩空气系数与过热汽温的关系 给水温度与过热汽温的关系 燃烧器的运行方式Βιβλιοθήκη Baidu过热汽温的关系
第一节 过热汽温自动控制系统

(过热蒸汽温度控制系统设计)

(过热蒸汽温度控制系统设计)
过热汽温对象具有时变性、不确定性、非线性等特点,并且会有一些随机的扰动产生,工艺流程复杂,使其难以建立精确的数学模型。同时,其还具有延迟和惯性较大等特性,由于模型参数的不确定性以及在控制系统的运行过程中出现环境变化、元件老化等问题,所以常规PID控制方法更难以取得满意的控制效果。
因此,许多火电厂都迫切希望能有一种理想的控制策略实现对过热汽温的有效控制。随着控制理论的不断发展,控制领域出现了许多新的控制方法,如预测控制方法、自适应控制方法、各种智能控制方法(包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法优化控制等等)。
3.通过对控制系统的改进与仿真,确定了一种引入改进型Smith预估器的串级控制系统,该系统根据蒸汽温度的偏差和偏差变化情况调整控制器的PID因子,进而调整了控制系统的控制策略,解决具有纯迟延的过程控制,提高控制品质。同时,通过相应控制器去控制减温水调节阀的阀位开度,根据调节减温水的流量大小来控制过热蒸汽温度的变化,从而实现对过热蒸汽温度控制。仿真结果表明,基于改进型Smith预估器对大惯性、纯延迟系统具有较好的控制效果,提高了系统的鲁棒性得以提高,使控制品质变好。
1.3
本文的设计目的,就是针对过热蒸汽温度的特点,在深入分析过热蒸汽温度调节的过程,过热蒸汽温度调节对象的静态特性、动态特性以及过热蒸汽温度控制的设计难的基础上,确定在过热蒸汽温度控制系统中应用串级控制的可行性,并考虑根据蒸汽温度偏差和偏差的变化情况调整控制器的各个参数,以实现最优控制。并且由控制系统输出信号来控制执行器,通过调节执行器去控制减温水阀门的开度,从而实现控制过热蒸汽温度。并且通过仿真验证来控制效果。

再热器汽温控制系统课程设计说明书

再热器汽温控制系统课程设计说明书

再热器汽温控制系统课程设计说明书

随着工业生产的不断发展,能源问题日益突出,对能源的利用效率要求也不断提高。在电力、热力等领域,过热器和再热器是提高能源利用效率的关键设备。其中,再热器的主要作用是将汽轮机低压缸的乏汽再次加热,以提高整个机组的热效率。然而,再热器的运行过程中,汽温的控制是一项关键的技术难题。过高的汽温会导致设备损坏,而过低的汽温则会影响机组的效率。因此,进行再热器汽温控制系统的课程设计,对于理解和掌握再热器的工作原理,以及解决实际工程中的问题具有重要的意义。

再热器汽温控制系统主要包括测量、控制和执行三个部分。测量部分主要负责对再热器出口汽温进行测量,并将测量结果反馈给控制系统;控制部分则根据测量结果和设定值进行比较,根据比较结果决定控制策略;执行部分则根据控制策略的输出,调节再热器的加热功率或者蒸汽流量,以实现对汽温的精确控制。

本次课程设计的主要内容是构建一个再热器汽温控制系统模型,通过模拟实验来模拟再热器的运行过程,并实现对汽温的精确控制。具体目标包括:

理解并掌握再热器的工作原理及汽温控制的基本原理;

学会使用常用的控制算法,如PID控制算法等;

通过模拟实验,实现对再热器汽温的精确控制;

讲解再热器的工作原理及汽温控制的基本原理;

进行模拟实验,实现对再热器汽温的精确控制;

分析实验结果,讨论控制过程中的问题及解决方法。

通过本次课程设计,我们成功地构建了一个再热器汽温控制系统模型,并实现了对汽温的精确控制。实验结果表明,我们所设计的控制系统具有良好的性能,能够有效地应对各种工况变化,确保再热器的高效稳定运行。我们也发现了一些潜在的问题,如测量误差、执行机构的响应速度等,这些问题需要在未来的研究中加以解决。

浅析过热汽温串级控制的控制方案

浅析过热汽温串级控制的控制方案

串级控制系统的稳定性分析
01 02
系统稳定性判据
对于一个串级控制系统,其稳定性取决于主、副控制器的性能以及系统 参数的匹配程度。通常,系统的稳定性可以通过对控制器的性能进行评 估来判别。
控制器性能评估
评估控制器性能的指标包括超调量、调节时间、稳态误差等。通过对这 些指标的分析,可以判断串级控制系统的稳定性。
03
系统参数优化
通过对系统参数的优化,可以提高串级控制系统的稳定性。常见的优化
方法包括遗传算法、粒子群优化算法等。
04
过热汽温串级控制方案的实现
控制系统的硬件组成
01
02
03
04
温度传感器
用于监测过热蒸汽的温度,将 温度信号转化为电信号传递给
控制系统。
控制仪表
包括调节器和控制器,根据预 设的参数对温度信ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进行调节
和控制。
执行器
通常为调节阀,根据控制仪表 的输出信号调节蒸汽的流量。
报警装置
当温度超过预设的安全范围时 ,报警装置会发出警报。
控制系统的软件设计
温度信号采集
通过现场传感器实时采集过热 蒸汽的温度信号。
调节器计算
根据采集的温度信号和控制参 数,调节器计算出控制信号。
控制器逻辑处理
控制器对调节器输出的控制信 号进行逻辑处理,以确保系统 的稳定性和可靠性。

过热汽温串级控制系统的设计

过热汽温串级控制系统的设计

引言

火电厂锅炉汽温控制系统具有大迟延、大惯性的特点,且影响汽温变化的扰动因素很多,如蒸汽负荷、烟气温度和流速、火焰中心位置、减温水量、给水温度等等,这些扰动会极大影响机组的平安、经济运行。本设计的工作意义是:大型火电厂锅炉过热汽温对电厂平安经济运行有着重要影响, 过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中温度最高点,如果蒸汽温度过高就会使过热器和汽轮机高压缸承受过高的热应力而损坏,威胁机组的平安运行。如果过热蒸汽温度偏低,那么蒸汽含水量增加,会降低电厂的工作效率,甚至会使汽轮机带水,从而缩短汽轮机叶片的使用寿命。所以控制好过热器出口温度非常重要。通常要求它的温度保持在额定值5

范围内。

常规的蒸汽温度控制方案大致可分为两种: 一种是串级控制, 另一种是导前微分控制。目前该领域的控制方法有:过热汽温FPID(模糊PID)控制系统, 基于控制历史的过热汽温模糊串级控制系统,过热汽温鲁棒PID控制系统,但以上方法都只是理论研究,应用于实际生产之中的控制方式以传统方法为主。继续提高主汽温、再热汽温的控制品质,仍具有较高的理论与实用价值。本文以过热汽温串级控制系统的思路对被控对象进行研究与分析,针对被控对象的大延迟,不确定等特点,选择串级控制系统能够获得较好的抗干扰性能和动态特性。

第一章单元机组燃烧系统

本课题研究对象为200MW单元机组过热汽温串级控制系统,锅炉为高温、亚临界压力、中间再热、自然循环、单炉膛前后对冲燃烧、燃煤粉汽包炉,下面将先介绍锅炉的燃烧系统。

1.1 燃烧室(炉膛)

炉膛断面尺寸为深12500mm、宽13260mm的矩形炉膛其深宽比为。这样近似正方形的矩形截面为四角布置切圆燃烧方式创造了良好的条件。从而使燃烧室四周的水冷壁吸热比拟均匀,热偏差较小。

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计

锅炉过热蒸汽温度控制系统设计

一、系统结构设计:

测量元件:可选择蒸汽温度传感器,将锅炉内蒸汽的温度信号转换为

电信号,反映蒸汽温度的变化,常用的传感器有热电偶和热电阻。

执行元件:通常选择调节阀门作为执行元件,根据来自控制器的控制

信号,调节阀门的开度,控制蒸汽流量,进而调节蒸汽温度。

控制器:根据测量元件获取到的蒸汽温度信号,通过内部算法进行计算,得到相应的控制信号,将该信号传输给执行元件,使其根据控制信号,控制阀门的开度,从而实现对蒸汽温度的控制。

二、控制原理设计:

控制原理决定了系统的稳定性和控制精度。通常采用PID控制算法,

对温度进行控制。

P(比例)控制:根据蒸汽温度与设定值之间的偏差,以比例的方式

控制执行元件,提供调节信号,使得蒸汽温度逐渐接近设定值。

I(积分)控制:通过检测蒸汽温度实际值与设定值之间的积分误差,增加控制量的变化率,使其更快地接近和稳定在设定值附近。

D(微分)控制:通过检测蒸汽温度实际值的变化斜率,预测温度变

化的趋势,并作出相应的调整,避免温度波动过大。

三、调节器及阀门选型:

为了使温度控制更加准确和稳定,调节器和阀门的选型也很重要。

调节器:根据控制要求,选择具有一定控制精度和稳定性的调节器。常见的调节器有PID调节器、模糊控制器等。

阀门:选用具有快速响应、调节精度高、可靠性强的阀门。锅炉过热蒸汽温度控制系统中常见的阀门类型有电动调节阀和气动调节阀。根据系统的操作要求和工艺流程,选择适合的阀门类型,并确保其具有良好的密封性和耐高温性能。

除了以上设计方面的考虑,还应注意系统的安全性和可靠性。应配备相应的安全阀和过热保护装置,避免锅炉过热引发危险事故。同时,锅炉过热蒸汽温度控制系统应进行合理的备份和冗余设计,确保系统在故障或异常情况下仍能维持正常运行。

山东大学过热汽温自动控制系统一级减温控制系统逻辑图

山东大学过热汽温自动控制系统一级减温控制系统逻辑图

N

AND

SB SHATSVND

MRESHO1

SH1ABCD

OFW107E

SHAISVNC

MRESHO2

SHBISVNO

OFW110E

SHBISVNC

IFW10700010X12P XMTRSH01

XMTRSH02XMTRSH04

0010X10G 0010X12O

YHPP100IFW107C

IFW108BC

XMTRSH05BVILCD BVILAD IFW11000010X16L 0010X16K IFW110C

IFW111BC

BVIRCD BVIRAD

一级减温器左侧截止阀100%开启一级减温器左侧调节阀开度>5%屏过左侧入口温度变送器故障

屏过左侧出口温度变送器故障一级减温器压力变送器故障

主燃料跳闸蒸汽流量<10%

一级减温器左侧调节阀开度>1%

一级减温器左侧截止阀100%关闭

一级减温器左侧流量阀关闭

一级减温器左侧截止阀关闭一级减温器左侧截止阀投自动屏过右侧入口温度变送器故障一级减温器右侧截止阀100%开启一级减温器右侧调节阀开度>5%一级减温器右侧调节阀开度>1%

一级减温器右侧截止阀100%关闭

一级减温器右侧流量阀关闭

一级减温器右侧截止阀关闭一级减温器右侧截止阀投自动

一级减温器左侧截止阀没有100%开启(报警)

一级减温器左侧强制切手动

关闭一级减温器左/右侧调节阀MFT 或 SF < 10%

打开一级减温器左侧截止阀

一级减温器左侧截止阀没有100%关闭(报警)

一级减温器右侧强制切手动

一级减温器右侧截止阀没有100%开启(报警)

一级减温器右侧截止阀没有100%关闭(报警)

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第一部分 多容对象动态特性的求取

控制对象是指各种具体热工设备,例如热工过程中的各种热交换器,加热炉、锅炉、贮 液罐及流体输送设备等。尽管它们的结构和生产过程的物理性质很不相同,从控制的观点来 看它们在本质上有许多相似之处。控制对象是自动控制系统中的一个重要组成部分。它的输 出信号通常是生产过程中要求控制的被调量;它的输入信号是引起被调量变化的各种因素 (扰动作用和控制作用)。

对象的动态特性取决于它的内部过程的物理性质,设备的结构参数和运行条件等,原则 上可以用分析方法写出它的动态方程式。但是由于一般热工对象内部过程的物理性质比较复 杂,加之运行过程中的一些实际条件很难全面予以考虑,因此用分析方法并不容易得到动态 特性的精确数学表达式。比较常用的方法是在运行条件下通过实验来获得对象的动态特性。

根据测定到的对象阶跃响应曲线,可以把它拟合成近似的传递函数,根据阶跃响应曲线 求近似传递函数有很多方法,采用的传递函数在形式上也是各式各样 有自平衡能力的高阶对象的阶跃响应曲线如图所示:

无迟延一阶对象阶跃响应曲线

选定的传递函数的形式为

()()

1N

K

W S TS =

+

即采用一个n 阶等容惯性环节来近似表征。

上式中有三个待定的参数:放大系数K ,时间常数T 和阶数n ,传递函数的放大系数K 的求取方法按前面求取公式确定。 (1)作稳态值的渐近线y(∞),则

()()

0Y Y K μ

∞-=

在试验获得的阶跃响应曲线上,求得y(t 1)=0.4y(∞)及y(t 2)=0.8y(∞)时对应的时间 t 1、t 2 后,利用下式求阶数n :

利用两点法公式可知(见《热工控制系统》谷俊杰,课本62 页公式):由曲线可知放大

系数K ,利用两点法可确定t1,t2,利用如下公式计算对象阶次和惯性时间。

2

1.07510.521T N T T *⎛⎫

=+ ⎪-⎝⎭

122.16T T T N +≈

上式求得的n 值不是整数时,应选用与其最接近的整数。

某主汽温对象不同负荷下导前区和惰性区对象动态特性如下:

37%: 导前区: 2

5.1

779551

S S -++ 惰性区: 87654

1.051

1052513693056791485283138501091836335285032463032785717119679S S S S S

-++++ 32

10135188895204601

S S S +++

对于上述特定负荷下主汽温导前区和惰性区对象传递函数,可以用两点法求上述主汽温 对象的传递函数,传递函数形式为()()

1N

K

W S TS =+,利用Matlab 求取阶跃响应曲线,

然后利用两点法确定对象传递函数。 Matlab 应用如下所示:

利用两点法公式可知(见《热工控制系统》谷俊杰,课本62 页公式):由曲线可知放大 系数K=5.1,利用两点法可确定t1=38.1,t2=82.5,

2

1.07510.521T N T T *⎛⎫

=+ ⎪-⎝⎭

≈2 122.16T T T N +≈

≈27.9

()()

0Y Y K μ

∞-=

∆=5.1

即可根据阶跃响应曲线利用两点法确定其传递函数:

()()

2

5.1

27.91w s s =

+

惰性区:

同理可得:

K=1.051 t1=395 t2=582 N=8 T=56.5 ()()

8

1.051

56.51w s s =+

第二部分 单回路系统参数整定

利用第一部分建立的对象传递函数,进行参数整定。为便于分析,可以采用第一部分建 立的主汽温对象的惰性区对象(为一多容惯性环节)进行参数整定。 本指导书以第一部分整定确定的对象()()

8

1.051

56.51w s s =

+为例,进行参数整定。

一、临界比例带法确定调节器参数

采用等幅振荡法通过试凑法逐步确定等幅振荡时比例调节器的比例增益,和计算确定的 调节器参数进行比较。对于对象()()

8

1.051

56.51w s s =

+,计算确定8

1

1.051cos 8kp π=

⎫ ⎪

将计算确定的参数kp =1.793,投入系统运行,系统结构如下图所示。

其中In1 Out1 模块如下图得到:

仿真后系统输出为:

根据等幅振荡是比例增益和系统输出曲线确定的等幅振荡周期T=760,可以查表确定当系统衰

减率φ= 0.75时调节器参数kp=0.8538 ki=0.0019kd=97.3343

根据查表确定的调节器参数,投入闭环运行,观察运行效果:

第三部分串级控制系统参数整定

一、主蒸汽温度串级控制系统参数整定

本实验以某300MW 机组配套锅炉的过热汽温串级控制系统为例,其原理结构图如下图所示:

图 3-1 过热汽温串级控制系统原理结构图

由上图,可得过热汽温串级控制系统的方框图如下:

图3-2 过热汽温串级控制系统方框图

在MATLAB 软件的Simulink 工具箱中,打开一个Simulink 控制系统仿真界面,根据图

3-2 所示的过热汽温串级控制系统方框图建立仿真组态图如下,其中主汽温对象选取100%负荷下的导前区和惰性区对象传递函数。

图3-3 过热汽温串级控制系统仿真组态图

上图中,惰性区对象的传递函数为:

利用选中这六个模块后,选择右键Create Subsystem 即可创建对象,惰性区对象也可

用上图中六个模块表示。

串级控制系统参数整定步骤如下:

1、首先整定内回路,即副调节器参数的整定

将图3-3 所示过热汽温串级控制系统仿真组态图中主回路反馈系数r1 设为0(即断开主回路

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