热工控制系统课程设计
31页1、 热工控制系统课程设计 题 目 燃烧控制系统专业班级: 能动1307 姓 名: 毕腾 学 号: 201302400402 指导教师: 李建强 时 间: 2016.12.302017.01.12 目 录第一部分 多容对象动态特性的求取11.1、导前区11.2、惰性区2第二部分 单回路系统参数整定32.1、广义频率特性法参数整定32.2、广义频率特性法参数整定52.3分析不同主调节器参数对调节过程的影响6第三部分 串级控制系统参数整定103.1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统103.2 、炉膛负压控制系统103.3、系统分析123.4有扰动仿真21第四部分 四川万盛电厂燃烧控制系统SAMA图分析244.1、送风控制系统SAMA图简化244.2、燃料控制系统SAMA图简化254.3、引风控制系统SAMA图简化27第五部分 设计总结28第一部分 多容对象动态特性的求取某主汽温对象不同负荷下导前区和惰性区对象动态如下: 导前区:惰性区: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 w(s)= ,再利用 Matlab 求取阶跃响应
2、曲线,然后利用两点法确定对象传递函数。1.1 导前区利用MATLAB搭建对象传递函数模型如图所示: 曲线放大系数K=0.815y(t1)=0.4*0.815=0.326; t1=25.885;y(t2)=0.8*0.815=0.652; t2=55.000;则:n=(2=2.11922 T=18.723则有:1.2 惰性区利用MATLAB搭建对象传递函数模型如图所示:曲线放大系数K=1.276y(t1)=0.4*1.276=0.51; t1=94.66;y(t2)=0.8*1.276=1.02; t2=146.10;则:n=(2=6.116 T=18.4则有:2、单回路系统参数整定2.1 广义频率特性法参数整定根据采用等幅振荡法确定调节器参数时相当于m0=0(1) W(s)= 为对象进行参数整定在matlab中进行仿真分析,过程如下:其中In1Ou1模块如下图:仿真后系统输出为:根据等幅振荡是比例增益(Kpk=1.856)和系统输出输出曲线确定的等幅振荡周期(Tk=200),可以查表确定当系统衰减率=0.75时调节器参数Kp=1.1114 KI=0.011114 KD=27.785。投
3、入闭环运行,观察运行效果。代入上述图中在matlab中进行仿真分析,实际系统效果图形为:2.2 广义频率特性法参数整定单回路控制系统的原理方框图如下所示若采用等幅振荡法确定比例调节器的参数,其传递函数为100%负荷时汽温对象惰性区传递函数为用代入,等幅振荡时,则由广义频率特性法可得即事实上对于阶多容惯性环节 ,可用如下简化公式进行整定参数的计算1 则当等幅振荡时,对于100%负荷惰性区传递函数可得 2.3分析不同主调节器参数对调节过程的影响1、增大和减少Kp对调节过程的影响Kp增大时,当Kp=1.444时,系统阶跃相应曲线如下图:Kp减小时,当Kp=0.8时,系统阶跃相应曲线如下图:2、增大和减少KI对调节过程的影响KI增大时,当KI=0.0122时,系统阶跃相应曲线如下图:KI减小时,当KI=0.01时,系统阶跃相应曲线如下图:3、增大和减少KD对调节过程的影响KD增大时,当KD=30时,系统阶跃相应曲线如下图:KD减小时,当KD=25时,系统阶跃相应曲线如下图:4、 同时改变 对调节过程的影响,系统阶跃响应曲线的输出如下:如=1.2 KI=0.02 KD=30时:通过改变,的大小,
4、观察阶跃响应曲线,可知比例作用可使调节过程趋于稳定,但在单独使用时,使被调量产生静态偏差;积分作用能使被调量无静态偏差,但单独使用时,会使调节过程变成振荡甚至不稳定;微分作用能有效地减少动态偏差,但不能单独使用。3 串级控制系统参数整定原理简述:燃烧过程控制系统 :燃油锅炉的燃烧过程控制主要由三个子系统构成:蒸汽压力控制系统、燃料空气比值控制系统以及炉膛负压控制系统。3.1 、蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统 锅炉燃烧的目的是生产蒸汽供其他生产环节使用。一般生产过程中蒸汽的控制是通过压力实现的,后续环节对蒸汽的生产用量不同,反映在蒸汽锅炉环节就是蒸汽压力的波动。维持蒸汽压力恒定是保证生产正常进行的首要条件。 保证蒸汽压力恒定的主要手段是随着蒸汽压力波动及时调节燃烧产生的热量,而燃烧产生热量的调节是通过控制所供应的燃料量以及适当比例的助燃空气的控制实现的。 因此,蒸汽压力是最终被控制量,可以根据生成情况确定;燃料量是根据蒸汽压力确定的;空气供应量根据空气量与燃料量的合理比值确定。 3.2 、炉膛负压控制系统 锅炉炉膛负压过小时,炉膛内的热烟、热气会外溢,造成热量损失,影响设备安全运行甚
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