熱工控制系統(tǒng)課堂第七章前饋--反饋復(fù)合控制系統(tǒng)-資料下載頁
2025-05-11 10:39本頁面
【正文】 S) + 若： ? ?W S T STi11 11 1 1? ????????? ? ???????? ???? STnSW iGGHT11*111?gg也是一個(gè) PI規(guī)律的調(diào)節(jié)器： ????? ??? )2( T=T)1( 1*11*1iiHGG ng?g? （ 3）前饋通路中 nD的選擇是基于 “ 虛假水位 ” 情況而定的。前饋通路中完全補(bǔ)償條件為： ? ?? ?? ?? ?gggD DDG GDG G DDnW SnW Sn W SW S????? ?? ?21211? ?? ?nn W SW SDG GDDD? ? ? ?gg 21 若前饋通道的設(shè)計(jì)只考慮靜態(tài)補(bǔ)償，且 WD1(S) 與 WD2(S)的靜態(tài)比值為一常數(shù) K，則有： GGDDnnKgg?? ? ? 其中 K是虛假水位現(xiàn)象決定的常數(shù)，虛假水位現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)， K值大，反之 K值小。負(fù)號表示前饋調(diào)節(jié)方向與虛假水位方向相反。 在負(fù)荷開始變化時(shí) ,為使蒸汽流量信號更好地補(bǔ)償虛假水位現(xiàn)象 ,改善負(fù)荷擾動時(shí)調(diào)節(jié)過程質(zhì)量 ,一般使蒸汽流量信號大大高于給水流量信號 ,即令 K 1。則： 1 ??? KnnKn GGGGDD ggg1K n D ???? GGD nK則若 gg第六節(jié) 帶沖擊負(fù)荷鍋爐的給水控制系統(tǒng) 承擔(dān)沖擊負(fù)荷鍋爐 ,其給水控制系統(tǒng)主要任務(wù)是在適應(yīng)負(fù)荷要求的情況下 ,盡可能降低水位波動 ,同時(shí)使給水量的波動不過于劇烈。 在一個(gè)電網(wǎng)中 ,如存在帶沖擊負(fù)荷的設(shè)備（如大型軋鋼廠） ,它們將給電網(wǎng)帶來沖擊負(fù)荷。 這就需要某些機(jī)組頻繁參與調(diào)峰 ,而這種連續(xù)的周期性的大幅度負(fù)荷升降會引起汽包壓力及過熱器壓力大幅度變化 ,造成水位劇烈波動 ,從而是虛假數(shù)位更為嚴(yán)重。 以下所介紹的系統(tǒng)能完成這一任務(wù)。 一、給水流量信號加慣性環(huán)節(jié)的三沖量給水控制系統(tǒng) 這種系統(tǒng)與單級三沖量控制系統(tǒng)的區(qū)別在于它在給水流量反饋回路中加了一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)，所以在分析內(nèi)回路時(shí)有些不同。其原理方框圖如圖 78所示： WT(S) WD2(S) WD1(S) KZ Kf nD nG ?G ?H ?D H + Ig + G + + H1 H2 D STG?1 1圖 78 給水流量加慣性的三沖量給水控制系統(tǒng)方框圖 此時(shí)內(nèi)回路不再是一個(gè)可以等效的比例環(huán)節(jié)，而是一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)，形如： ? ?W S T SnD GG G? ?1 g 主回路中 WD1(S)對象傳遞函數(shù)通常由慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)構(gòu)成，即 ： ? ? ? ?W S TS SD 1 1? ? ?則其等效對象 ： ? ?? ?W S S?等效調(diào)節(jié)器： ? ?W S nT HG G? ? ??gg ? 1 等效對象成為一個(gè)無遲延無慣性的純積分環(huán)節(jié)，其調(diào)節(jié)效果將大為改善。 這種系統(tǒng)的優(yōu)劣之處在于： （ 1）在給水回路中加入慣性環(huán)節(jié)后，副回路發(fā)生內(nèi)擾時(shí)，系統(tǒng)消除內(nèi)擾的能力減弱了，勢必使給水被調(diào)量的幅度增大，對保持給水穩(wěn)定性是不利的； （ 2）對于主回路來說，如前所述，由于等效對象的慣性減少了，對于水位信號的穩(wěn)定和整個(gè)回路的調(diào)節(jié)品質(zhì)都有好處。 二、附加蒸汽流量負(fù)微分信號、給水流量信號加慣性三沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在給水流量信號回路中加了一個(gè)慣性環(huán)節(jié) 1/(1+TGS)，在蒸汽流量信號回路中增加了一個(gè)實(shí)際微分環(huán)節(jié) 。 ? ?K T S T Sd d d1 ?WT(S) WD2(S) WD1(S) KZ Kf nD nG ?G ?H ?D H + Ig + G + + H1 H2 D STG?1 1圖 79 給水流量加慣性的三沖量給水控制系統(tǒng)方框圖 1 dddK T STS? 副回路的分析與前面系統(tǒng)相同，傳遞函數(shù)可近似 ，相當(dāng)于一個(gè)等效 PD調(diào)節(jié)器。主回路通常設(shè) TG＝ T，使對象等效成一個(gè)積分環(huán)節(jié)，目的是為了改善控制品質(zhì)。 ? ?1 ? T S nd G G gWT(S) WD2(S) WD1(S) KZ Kf nD nG ?G ?H ?D H + Ig + G + + H1 H2 D STG?1 1圖 79 給水流量加慣性的三沖量給水控制系統(tǒng)方框圖 1 dddK T STS?蒸汽流量干擾 D與水位之間的傳遞函數(shù)為： ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ? HGGGDGGGdddDDGGGDDDDnSTSWnSTSTSKTSWnSTnSWSWSDSHSWgggggg???????????????? 11 11 111122 如果未加微分信號，則上式中將沒有第三項(xiàng)，微分信號作為前饋加入系統(tǒng)旨在減少水位調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)偏差。 例如當(dāng)負(fù)荷突然增加時(shí)，水位將由于 “ 虛假水位 ” 的影響短時(shí)間內(nèi)迅速上升，此時(shí)，蒸汽流量的負(fù)微分信號立即使給水流量急劇減少，如果調(diào)節(jié)對象在內(nèi)擾下的動態(tài)特性較好，就有可能使水位的上升幅度大為減少。 所謂“負(fù)微分”，是因?yàn)檫@個(gè)經(jīng)過微分器的信號作用方向與蒸汽流量信號的作用方向相反，負(fù)荷增加時(shí)，微分信號能暫時(shí)使調(diào)節(jié)器動作，減少給水流量，而不會象蒸汽流量信號那樣去增加給水流量。 這個(gè)負(fù)微分信號的引入，如上所述，能有效地克服“虛假水位”現(xiàn)象引起的水位動態(tài)偏差。 這種系統(tǒng)有如下優(yōu)缺點(diǎn)： （ 1）由于蒸汽流量的負(fù)微分信號與蒸汽流量信號作用相反，負(fù)荷增加時(shí)，這個(gè)微分信號能暫時(shí)使調(diào)節(jié)作用去減少給水流量，減小由于負(fù)荷變化時(shí) “ 虛假水位 ” 現(xiàn)象引起的水位動態(tài)偏差； （ 2）由于在克服因“虛假水位”現(xiàn)象引起的動態(tài)偏差的同時(shí)，汽包進(jìn)水和空汽流量之間的差別反而擴(kuò)大，要使水位保持不變就必須大幅度增加給水流量，所以這種系統(tǒng)對穩(wěn)定水位有利，而對穩(wěn)定給水流量無益。
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