【正文】 42上可以看出，當(dāng)汽輪機(jī)背壓 P2為一定時(shí)，原來每公斤的蒸汽的作功能力相當(dāng)于線長(zhǎng) ae；在再熱方式下，蒸汽從 b 點(diǎn)再熱到 c 點(diǎn)，則從蒸汽始點(diǎn) a算起，其作功能力是 ab與 cd 之和；由于等壓線的分布特性是向右擴(kuò)張的， cd 的長(zhǎng)度必然大于 be；所以，再熱蒸汽總的作功能力增加了。但是這樣處理會(huì)受到冶金技術(shù)水平和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制。然而現(xiàn)在的再熱器溫度控制存在著以下調(diào)節(jié)的瓶頸。設(shè)控制要求調(diào)節(jié)時(shí)間ts≤ tsd ，超調(diào)量盡量小。為保證足夠的穩(wěn)定裕量，應(yīng)用本文方法時(shí)， l 的取值原則為可使穩(wěn)定邊界 kmax≈ 2k。 4） 遍歷 l ∈（ 0， 1]及 [1，∞）重復(fù)步驟 3），即得 kl平面上的參數(shù) 穩(wěn)定邊界。二自由度 PI/PID 控制器參數(shù)整定可借鑒 TC 控制器明確的參數(shù)意義，將參數(shù)太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Kp， Ki， Kd的整定歸結(jié)為對(duì)參數(shù) h0、 h k、 l 的整定，其中 h0、 h1是系統(tǒng)預(yù)期動(dòng)力學(xué)方程系數(shù)，可由控制要求確定。 設(shè) (A,B,C)為系統(tǒng) (33)的最小實(shí)現(xiàn)，通過變換： 1 , 1, ,iiz C A x i r??? , 1 , ,iiw x i n r? ? ? (34) 可將系統(tǒng)化為標(biāo)準(zhǔn)型： 1iizz?? i=1,…, r1 (35) 111100r n rr i iiiiiz c z d w H u? ? ?????? ? ? ??? (36) 1 , 1, , 1iw w i n r?? ? ? ? (37) 1110nrn r i iiw b w z?????? ? ?? (38) y = z1 (39) 其中， 1( , , )Trz z z? ， 1( , , )Tnrw w w ?? ， ci(i=0,?, r1)、 di (j=1,?, nr1)為未知參數(shù)。從設(shè)定值到輸出和從外擾到輸出的傳遞函數(shù)分別為： fpcp( ) ( )() 1 ( ) ( )yr G s G sGs G s G s? ? pc()() 1 ( )yd GsGs Gs? ? 可以看出，上述系統(tǒng)中如果 Gyd固定， Gyr仍然是自由的。 隨著 , 生產(chǎn)過程綜合自動(dòng)化水平愈來愈高 , 希望跟蹤與擾動(dòng)特性同時(shí)最佳的回路愈來愈多，二自由度控制器的研究 ,及應(yīng)用也會(huì)越來越多。這 4 種結(jié)構(gòu)主要以補(bǔ)償環(huán)節(jié)相對(duì)于主控制器的位置進(jìn)行區(qū)分，實(shí)際上它們是等價(jià)的，可以進(jìn)行等價(jià)變換。遺傳算法是一種模仿自然選擇和遺傳機(jī)制的搜索尋優(yōu)算法。 模糊 PID 控制是一種非線性 PID 控制，發(fā)揮了模糊控制魯棒性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)性能好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)保留了常規(guī) PID 控制器穩(wěn)態(tài)精度高的特點(diǎn)。 當(dāng)系統(tǒng)不存在模型誤差時(shí)，內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)可得到快速平穩(wěn)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。str246。目前關(guān)于傳統(tǒng) PID 控制算法的研究方向主要集中于以下幾種： 繼電反饋整定方法： 1984 年， 197。str246。因此 ,迫切需要設(shè)計(jì)出具有較好魯棒性的控制系統(tǒng) ,并能夠較快投入自動(dòng)。 關(guān)鍵詞： PID，鍋爐再熱器，二自由度 PID， ATLAB，控制效果 。再熱汽溫的相對(duì)穩(wěn)定 在 鍋爐 安全性和經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行中有著重要的作用。然而 ,生產(chǎn)過程中往往存在較多的干擾因素 ,蒸汽負(fù)荷、煙氣流量及溫度、爐內(nèi)燃燒工況、送引風(fēng)情況、二次風(fēng)和三次風(fēng)的調(diào)整、給水流量壓力及溫度、受熱面積灰及制粉系統(tǒng)啟停等均對(duì)再熱汽溫有較大的影響。 ；這些方法都是通過一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來獲得被控對(duì)象的幾個(gè)特征參數(shù)從而得到控制器的整定公式，因此雖然 PID 控制器在現(xiàn)代工業(yè)過程控制中占據(jù)重要地位，但在早期其整定方法研究并沒有引起足夠的重視 ?？偨Y(jié)近年來 PID 控制的發(fā)展趨勢(shì) ,可以將 PID 控制的發(fā)展分為兩個(gè)大方向：傳統(tǒng)PID 控制技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展和各種新型控制技術(shù)與 PID 控制的結(jié)合。這種方法多用于一些復(fù)雜難以識(shí)別的控制對(duì)象中。很多人利用 Smith 結(jié)構(gòu)對(duì)大時(shí)滯對(duì)象，高階對(duì)象，含積分環(huán)節(jié)的對(duì)象設(shè)計(jì)了 PID 控制器。近年來隨著智能控制的迅速發(fā)展，智能控制與常規(guī) PID 控制相結(jié)合，形成所謂智能 PID 控制。對(duì)非線性對(duì)象的 PID 控制器參數(shù)整定， 介紹了用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能整定的方法。傳統(tǒng) PID 的一自由度結(jié)構(gòu)，不具有使系統(tǒng)同時(shí)獲得良好的目標(biāo)值跟蹤特性和干擾抑制特性的能力，參數(shù)整定時(shí)一般要在系統(tǒng)的目標(biāo)值跟蹤特性和干擾抑制特性之間進(jìn)行折中選擇，難以兼顧各方面的性能要求而獲得滿意的控制效 果。 197。 二自由度 PID 控制算法分析 Horowitz 8 種二自由度控制構(gòu)成方法，其中有 4種便于工業(yè)實(shí)現(xiàn)，分別是：設(shè)定值濾波器型、設(shè)定值前饋型、反饋補(bǔ)償型以及回路補(bǔ)償型，具體結(jié)構(gòu)見圖 ?？紤]模型誤差及系統(tǒng)不確定性， H， ai(i=0,?, n1)、 bi (i=1,?, nr1)均為未知參數(shù)。式 (311)相應(yīng)變?yōu)椋? 2 ( , , )z f z w u lu?? (318) 欲使閉環(huán)系統(tǒng)滿足預(yù)期動(dòng)態(tài)特性 (319)： 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 ry h y h y y? ? ? (319) 則原 TC 控制律變?yōu)椋? 0 1 1 2 ?( ( ) ) /ru h z y h z f l? ? ? ? ? (320) 2 ? kzf ??? (321) 2 2 k k z klu??? ? ? ? (322) 其中式 (321)、 (322)為對(duì)擴(kuò)張狀態(tài) f 的觀測(cè)器。如前所述，h0、 h1是系統(tǒng)預(yù)期動(dòng)力學(xué)方程系數(shù)，控制要 求給定后可視為確定值。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 10 15 20 250510152025lkmax 圖 示例 對(duì)象 ( ) /( 1)sG s e s???的 kl 平面參數(shù)穩(wěn)定域 圖 示例 對(duì)象 ( ) /( 1)sG s e s???的閉環(huán)控制系統(tǒng)頻率特性 觀察圖 中頻率低于 10 rad/sec 部分可以發(fā)現(xiàn)，隨著 k 的增大，閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性越來越接近于預(yù)期動(dòng)力學(xué)方程的特性：其中幅頻特性曲線趨向一致，相頻特性曲線形狀趨向一致，角度相差 720? ，故仍可認(rèn)為趨向一致。 性能魯棒性評(píng)價(jià) 性能魯棒性是指 控 制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)或參數(shù)發(fā)生一定攝動(dòng)時(shí)仍維持某些性能的特性，它是評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 再熱汽溫系統(tǒng)概述 再熱器溫度控制存在的瓶頸 為了降低鍋爐成本、響應(yīng)節(jié)能減排的環(huán)保政策，提高鍋爐的熱循環(huán)效率。它的作用是把汽輪機(jī)內(nèi)作過部分功的蒸汽（高壓缸）再次加熱，達(dá)到一定的過熱溫度，稱為再熱蒸汽，然后這些蒸汽又引返汽輪機(jī)的下一級(jí)（中壓缸或低壓缸）內(nèi)繼續(xù)作功。 再熱一般采用一次再熱，再熱溫度與初溫相近（在我國的現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，都取再熱溫度與 初溫相等），再熱壓力為初壓的 20%左右。 再熱器特點(diǎn) 再熱器中流動(dòng)的介質(zhì)是中低壓蒸汽，與壓力比較高的過熱蒸汽相比，由于蒸氣密度低，因而傳熱特性也比較差，由于其比熱較小，因而同一熱偏差汽溫偏差也比較大。 再熱蒸汽的溫度調(diào)節(jié) 目前，再熱器的調(diào)溫結(jié)構(gòu)通常采用平行煙道擋板、煙氣再循環(huán)、擺動(dòng)燃燒器、汽 — 汽交換器等，調(diào)溫結(jié)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)再熱器調(diào)溫。 鍋爐運(yùn)行規(guī)程參數(shù) 末級(jí)過參數(shù)：出口蒸汽流量 ；出口壓力 /溫度 ℃。得到PID 控制再熱汽溫系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖 53所示。 3 力發(fā)電廠鍋爐設(shè)備 /蘇州電力技工學(xué)校編 修訂版 [M]．北京：水利電力出版社。水利電力出版社。在此，謹(jǐn)向胡老師的辛勤培養(yǎng)和教導(dǎo)致以最衷心的感謝！ 同時(shí)感謝同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活上給予的關(guān)心和幫助。 13 王正林，郭陽寬 .過程控制 與 Simulink 應(yīng)用 .第 1 版 .北京 :電子工業(yè)出版社。 5 以琳，戚淑芬，王東雪 . 二自由度 PID 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 DDE2DOF 的仿真 對(duì)再熱汽溫采用 DDE2DOF 的控制所設(shè)計(jì)的仿真圖案并在 SIMULINK 下，將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的仿真框圖，如圖 54所示。 再熱器結(jié)構(gòu)：再熱器為一級(jí)，分為低溫段和高溫段，兩段之間無聯(lián)箱，其低溫段位于豎井煙道一級(jí)過熱器的下部，高溫段為混合式懸掛于水平煙道中。 再熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其動(dòng)態(tài)特性的影響 煙 氣再循環(huán)調(diào)節(jié)再熱器的汽溫，其原理是利用尾部低汽溫?zé)煔庵胤禒t膛，從而降低了爐膛溫度，增加了低溫?zé)煔鈱?duì)流受熱擾動(dòng)，加強(qiáng)了對(duì)流受熱面的換熱能力，繼而改變了爐膛各部分的吸熱量分配。這就是通常的再熱器超溫管爆的主要原因。 再熱蒸汽的焓熵分析 蒸汽經(jīng)過再熱，提高了溫度，增加了焓值。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 41 蒸汽循環(huán)系統(tǒng) 如果不采用中間 再熱方式，在提高蒸汽初壓的情況下，要保證汽輪機(jī)末級(jí)蒸汽干度在允許范圍內(nèi)，就必要大大