熱工控制系統(tǒng)課堂第七章前饋--反饋復合控制系統(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 PI規(guī)律的調節(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 若前饋通道的設計只考慮靜態(tài)補償，且 WD1(S) 與 WD2(S)的靜態(tài)比值為一常數 K，則有： GGDDnnKgg?? ? ? 其中 K是虛假水位現象決定的常數，虛假水位現象嚴重時， K值大，反之 K值小。負號表示前饋調節(jié)方向與虛假水位方向相反。 在負荷開始變化時 ,為使蒸汽流量信號更好地補償虛假水位現象 ,改善負荷擾動時調節(jié)過程質量 ,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) 帶沖擊負荷鍋爐的給水控制系統(tǒng) 承擔沖擊負荷鍋爐 ,其給水控制系統(tǒng)主要任務是在適應負荷要求的情況下 ,盡可能降低水位波動 ,同時使給水量的波動不過于劇烈。 在一個電網中 ,如存在帶沖擊負荷的設備（如大型軋鋼廠） ,它們將給電網帶來沖擊負荷。 這就需要某些機組頻繁參與調峰 ,而這種連續(xù)的周期性的大幅度負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 ,從而是虛假數位更為嚴重。 以下所介紹的系統(tǒng)能完成這一任務。 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一階慣性環(huán)節(jié)，所以在分析內回路時有些不同。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 此時內回路不再是一個可以等效的比例環(huán)節(jié)，而是一個比例微分環(huán)節(jié)，形如： ? ?W S T SnD GG G? ?1 g 主回路中 WD1(S)對象傳遞函數通常由慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)構成，即 ： ? ? ? ?W S TS SD 1 1? ? ?則其等效對象 ： ? ?? ?W S S?等效調節(jié)器： ? ?W S nT HG G? ? ??gg ? 1 等效對象成為一個無遲延無慣性的純積分環(huán)節(jié)，其調節(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)生內擾時，系統(tǒng)消除內擾的能力減弱了，勢必使給水被調量的幅度增大，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)定和整個回路的調節(jié)品質都有好處。 二、附加蒸汽流量負微分信號、給水流量信號加慣性三沖量給水調節(jié)系統(tǒng) 在給水流量信號回路中加了一個慣性環(huán)節(jié) 1/(1+TGS)，在蒸汽流量信號回路中增加了一個實際微分環(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，傳遞函數可近似 ，相當于一個等效 PD調節(jié)器。主回路通常設 TG＝ T，使對象等效成一個積分環(huán)節(jié)，目的是為了改善控制品質。 ? ?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為： ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ? HGGGDGGGdddDDGGGDDDDnSTSWnSTSTSKTSWnSTnSWSWSDSHSWgggggg???????????????? 11 11 111122 如果未加微分信號，則上式中將沒有第三項，微分信號作為前饋加入系統(tǒng)旨在減少水位調節(jié)過程中的動態(tài)偏差。 例如當負荷突然增加時，水位將由于 “ 虛假水位 ” 的影響短時間內迅速上升，此時，蒸汽流量的負微分信號立即使給水流量急劇減少，如果調節(jié)對象在內擾下的動態(tài)特性較好，就有可能使水位的上升幅度大為減少。 所謂“負微分”，是因為這個經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，負荷增加時，微分信號能暫時使調節(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。 這個負微分信號的引入，如上所述，能有效地克服“虛假水位”現象引起的水位動態(tài)偏差。 這種系統(tǒng)有如下優(yōu)缺點： （ 1）由于蒸汽流量的負微分信號與蒸汽流量信號作用相反，負荷增加時，這個微分信號能暫時使調節(jié)作用去減少給水流量，減小由于負荷變化時 “ 虛假水位 ” 現象引起的水位動態(tài)偏差； （ 2）由于在克服因“虛假水位”現象引起的動態(tài)偏差的同時，汽包進水和空汽流量之間的差別反而擴大，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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