蒸汽發(fā)生器水位控制畢業(yè)論文中英文資料外文翻譯文獻(xiàn)-資料下載頁
2025-06-02 00:47本頁面
【正文】 量和給水 流量的匹配來維持的?？梢詫⑺浑S蒸汽流量或者給水流量變化而變化看作一個簡單的一體化過程，蒸汽流量變化和給水流量變化對水位的影響又是不同的。 (1)給水流量擾動下的動態(tài)特性 假設(shè)蒸汽流量保持不變，而給水流量階躍增加，一方面，由于新增給水的溫度要比蒸汽發(fā)生器中的飽和水的溫度低很多，因此，當(dāng)新水進入后就會吸收大量的額外熱量，水中的氣泡含量大大減少，從而導(dǎo)致水位下降；另一方面，給水流量大于蒸汽負(fù)荷，引起水位線性增加。綜合以上兩點，當(dāng)給水階躍增加，水位增長會有一個延遲的過程，表現(xiàn)為先下降后上升。 (2)蒸汽負(fù)荷擾動下的動態(tài)特性 假設(shè)給水流量保持不變，蒸汽負(fù)荷階躍增加，一方面，由于蒸汽流速比給水流速大，水位會下降；另一方面，隨著蒸汽負(fù)荷的增加，內(nèi)部蒸汽壓力降低，液面的氣泡容積增加，從而引起水位增加。綜合以上兩個因素，當(dāng)蒸汽流量階躍增加以后，水位下降會有一個延遲的過程，表現(xiàn)為先上升后下降。 給水流量或者蒸汽流量階躍減少對水位的影響與上述有相似的原理。 綜上所述，當(dāng)給水流量或者蒸汽負(fù)荷變化，水位不會立即跟隨變化，開始會出現(xiàn)一個相反的過程。這個現(xiàn)象就稱為“虛假液位”現(xiàn)象。 傳統(tǒng) PID控制器對于蒸汽發(fā)生器水位的控制 效果不佳，存在“虛假液位”的現(xiàn)象，表現(xiàn)為跟蹤設(shè)定值時有較大的超調(diào)。但是，一個設(shè)計合理的模糊控制器能夠克服“虛假液位”的現(xiàn)象，有較好的控制效果。 (1)模糊控制器的結(jié)構(gòu) 模糊控制器的結(jié)構(gòu)如圖 1所示。 圖 1 蒸汽發(fā)生器水位模糊控制器的結(jié)構(gòu) 選擇水位偏差（ e）和偏差變化率（ ec）作為模糊控制器的輸入，模糊控制器的輸出量為閥門開度的增量信號 Δu 。同時，以蒸汽流量作為前饋信號來克服“虛假液位”現(xiàn)象，以給水流量作為內(nèi)反饋信號來克服給水波動。 k1， k2是給水流量和蒸汽流 量的傳感器的轉(zhuǎn)換系數(shù)。為了保證給水流量等于蒸汽流量， k1和k2應(yīng)該相等。 (2)模糊理論、模糊子集和隸屬函數(shù) e、 ec 和 u 的模糊論域是 [6, 6]，用 NB（負(fù)大）、 NM（負(fù)中）、 NS（負(fù)小）、ZO（零）、 PS（正?。?PM（正中）和 PB（正大） 7個模糊子集描述。 e， ec 和Δu 都采用三角形隸屬函數(shù)（如圖 2）。 Fuzzy controller K1 valve GW(s) dx/dt K2 GS(s) expected water lever Stream flow Water lever water flow e ec + + + + + + 圖 2 輸入輸出隸屬函數(shù) (3)模糊控制規(guī)則列表 模糊控制規(guī)則建立的原則是：當(dāng)偏差大，輸出控制量應(yīng)該優(yōu)先以盡快消除偏差為主；當(dāng)偏差小，輸出控制量應(yīng)優(yōu)先消除超調(diào)。當(dāng)偏差變化率為負(fù)，這表明水位有 上升的趨勢，如果此時水位高，應(yīng)減小閥門開度；相反，應(yīng)就應(yīng)當(dāng)開大閥門。通過專業(yè)的分析，建立如表 1所示的規(guī)則表。 表 1 模糊控制規(guī)則表 (4)模糊推理和模糊判決 本次設(shè)計的模糊推理系統(tǒng)采用 Mamdani型。模糊推理系統(tǒng)的基本屬性設(shè)置為：“與”算法為取小算法；“或”算法為取大算法。模糊蘊含采用取小算法；模糊綜合采用取大算法；清晰化采用重心法。 e ec NB NM NS ZO PS PM PB NB NB NB NM NM NS NS ZO NM NB NM NM NS NS NS ZO NS NM NM NS NS ZO PS PS ZO NM NS NS ZO PS PS PM PS NS NS ZO PS PS PM PM PM NS NS ZO PS PS PM PM PB ZO PS PS PM PM PB PB 中國秦山核電站的一個壓水堆蒸汽發(fā)生器有如下的實驗?zāi)Ｐ停? ? ? ? ?? ? ? ???????????????????7%15,)128( )13)(129( 6%90,)13)(129( )()( 551Psssss ePssss eesGsG sssp? ? ? ? ?8%90,14 )124( )(2 Pssss sesG ?????? 其中， Ps表示額定的負(fù)荷。當(dāng)負(fù)荷為 15% ~ 90% Ps時，用公式 (6) 和 (8)，當(dāng)負(fù)荷小于 15% Ps時，用公式 (7)和 (8)。 圖 3 預(yù)期水位階躍響應(yīng)圖 控制系統(tǒng)的系數(shù) k1=k2=。給水控制閥是一個線性閥，增益為 4。 e和 ec的量化因子分別為 6和 60， u的比例因子為 。仿真時，我們限定給水流量的范圍在 0kg/s到額定流量 258kg/s。假設(shè)預(yù)期水位從 0m上升到 10m，水位響應(yīng)如圖 3中的實線所示。為了比較模糊控制器增加的效果，我們也作出傳統(tǒng) PID控制的仿真結(jié)果?？梢钥闯?，與傳統(tǒng) PID控制相比， 模糊控制在超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間和穩(wěn)態(tài)特性方面有重要的改善。 本論文針對蒸汽產(chǎn)生器大延遲和模型不確定的特性，設(shè)計了一個水位模糊控制系統(tǒng)。我們還給出了秦山核電站的蒸汽發(fā)生器的仿真，并獲得了令人滿意的效果。這種方法同樣適用于其它的大滯后和非線性系統(tǒng)的控制模型，具有廣闊的應(yīng)用前景。
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