实验一 火电厂过热汽温串级控制系统整定实验

实验一 串级过热汽温控制系统的设计与参数整定

一、实验目的

1) 熟悉串级控制系统的组成和工作原理。

2) 掌握串级回路理论整定方法，获得理想整定参数。 3) 掌握Matlab 设计系统框图的方法。 二、实验设备

计算机 三、实验原理

过热汽温控制对象导前区的迟延和惯性比惰性区要小，而且副调节器又选用P 或PD 控制规律，在这种情况下，内回路的控制过程要比外回路的控制过程快得多。此时，串级汽温控制系统可以采取内、外回路分别整定的方法进行整定。控制系统原理如图1所示

图1 串级过热汽温控制系统原理框图

其中各环节的传递函数为：

2

212110

1223

22

0111

1

();

()(1)

9()()()(/)(115)(125)

8()(/)(115)0.1(/)

1

T T i O O O O Z W s W s T S

W s W s W s C V S S W s C V S V C K K θθμδδγγ⋅=

=

+

==++=+===

当ψ＝0·75时，主、副调节器的理论整定参数为，10.5δ=，20.04δ=，174()i T s =。

四、实验内容和步骤 1) 打开Matlab ，然后单击

图标或者在命令行键入simulink ，启动simulink 程序。

2) 新建一个文件，按照图2设计系统框图。

3)系统设计完毕后，此处调节为1000，点击左边箭头启动，

双击示波器观察波形。

4)对上图中PID模块进行调试，使超调量为45%左右，调节时间500以内，衰减比4：1

左右。根据下表所给范围选择7组数据，进行调试。

A.先整定主调节器，然后整定副调节器。

B.对于每个调节器，先整定P值，将比例控制作用由小变到大，观察各次响应，直至得

到反应快、超调小的响应曲线。

C.然后整定I值，减小积分时间加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到

满意的相应，确定比例和积分的参数。

注意：调节PID模块时，将调节器传递函数展开，公式P+I/s+Ds对应P，I，D三个参数。

五、实验报告要求

1)记录下ψ＝0·75，0.9时最后整定值。

2)绘制出整定后的波形，并求出相应的超调量，调节时间，衰减比。

3)分析P和I参数对输出的影响。