資源描述：
《鍋爐主汽溫度控制系統(tǒng)的串級控制仿真實驗》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、北京信息科技大學自動化學院實驗報告課程名稱過程控制系統(tǒng)與儀表實驗名稱鍋爐主汽溫度控制系統(tǒng)的串級控制系統(tǒng)仿真專業(yè)自動化____班級/學號自控學生姓名____實驗日期__________實驗地點__________成績__________指導教師__________鍋爐主汽溫度控制系統(tǒng)的串級控制仿真實驗一、實驗目的1、掌握串級控制系統(tǒng)的構成及參數(shù)整定方法。2、分析串級控制系統(tǒng)對進入內回路干擾的抑制情況。3、通過與單回路控制系統(tǒng)的性能比較，掌握串級控制系統(tǒng)的特點。二、實驗內容1、系統(tǒng)描述鍋爐過熱器出口的主蒸汽溫
2、度是鍋爐最主要的輸出變量之一。主汽溫度在確保機組運行的安全性和穩(wěn)定性方面具有及其重要的作用，主汽溫度過高會造成一些設備的損壞，鍋爐受熱面以及蒸汽管道金屬材料的蠕變速度將會大大加快，這樣會降低設備的使用壽命。溫度過低會使得機組的循環(huán)熱效率降低。在設備運行過程中，引起氣溫變化的因素很多，其中最主要的影響因素是主蒸汽流量，煙氣流量和減溫水流量等。對鍋爐主汽溫度的控制一般要求主蒸汽溫度應該穩(wěn)定在額定值的±5℃范圍內。某鍋爐系統(tǒng)過熱汽溫調節(jié)系統(tǒng)如圖1所示,圖1過熱器出口溫度調節(jié)系統(tǒng)結構示意圖2、主汽溫度的串級控制系
3、統(tǒng)原理通過噴淋減溫水來控制過熱氣溫時,通常將過熱器分為兩個區(qū),減溫器之前是導前區(qū),減溫器后是惰性區(qū)。由于通過過熱器出口溫度控制噴淋水慣性很大，因此對過熱器出口蒸汽溫度的控制通常采用串級控制方案，如圖2。串級控制原理框圖見圖3.圖2過熱氣溫串級控制結構原理圖圖3過熱蒸汽溫度串級控制系統(tǒng)控制原理圖假定導前區(qū)的傳遞函數(shù)為，惰性區(qū)的傳遞函數(shù)為，過熱器蒸汽溫度測量變送器的傳遞函數(shù)為，執(zhí)行機構和減溫水調節(jié)閥門的傳遞函數(shù)。3、實驗要求1)試在simulink下搭建主汽溫度串級控制系統(tǒng)，在不加控制的情況下觀察導前區(qū)和惰性
4、區(qū)的單位階躍響應。前導區(qū)的單位階躍響應惰性區(qū)的單位階躍響應1)若副回路采用比例控制，主回路采用比例積分控制，試整定串級控制系統(tǒng)的主、副調節(jié)器參數(shù)，給出整定的過程。使用經驗法整定1.取副調節(jié)器比例度為0.22.對主調節(jié)器參數(shù)進行整定，使用衰減曲線法衰減比為4：1，此時P=0.459,Ts=150,經過計算得到P=0.55，Ti=75.得到結果如下對參數(shù)進行微調后P=0.526，Ti=100，得到如下結果1)根據(jù)整定好的參數(shù)，分析過熱氣溫串級控制系統(tǒng)的階躍響應性能。衰減比6：1，最大動態(tài)偏差為2℃，超調量為2
5、0%，殘余偏差為0，調節(jié)時間500s，振蕩兩次后基本穩(wěn)定。2)在t=800s時加入減溫水干擾（內回路干擾），建立simulink模型，并進行抗擾性能的分析。在800S后加入了內環(huán)路干擾，最大動態(tài)偏差為0.8℃，300秒后穩(wěn)定。1)設計過熱氣溫的單回路控制系統(tǒng)，整定PID參數(shù)，并在t=800s時加入減溫水干擾，分析抗擾性能。利用衰減曲線法，P=0.595，Ts=230s計算的PID參數(shù)為P=0.476，Ti=69，Td=23.得到下圖對參數(shù)進行微調P=0.526,Ti=100s加入干擾后的仿真圖：仿真結果如
6、下加入干擾后，最大動態(tài)偏差為4℃，大概500s后才穩(wěn)定。1)對比串級控制及單回路控制系統(tǒng)的性能。說明串級控制與單回路相比有哪些方面的改進？對比串級控制和單回路控制系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)串級控制比單回路控制系統(tǒng)的控制作用快很多，控制更加及時，而且超調量也減小了很多，抗干擾能力也好很多。被控過程的動態(tài)特性也得到了改善。
