鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仿真畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-22 18:23本頁面
【正文】 燃燒。本章小結(jié)本章介紹了常規(guī)PID比值控制系統(tǒng)的缺陷，通過對交叉限幅比值控制原理的分析可知，將交叉限幅比值控制應(yīng)用于風(fēng)煤比控制能取得很好的控制效果，同時(shí)將溫度PID控制引入交叉限幅比值控制系統(tǒng)中，既保證了系統(tǒng)的“定燒”同時(shí)又能使系統(tǒng)溫度穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。第6章 MATLAB/Simulink仿真 MATLAB軟件介紹MATLAB軟件是由美國的Math Works公司推出的一個(gè)科技應(yīng)用軟件。它是由Matrix（矩陣）Laboratory（實(shí)驗(yàn)室）的前三個(gè)字母組成的。MATLAB語言是由美國NewMexico大學(xué)的Cleve Mole于1980年開始開發(fā)的。大部分工具箱是面向控制和相關(guān)學(xué)科，隨著MATLAB不斷發(fā)展，其他領(lǐng)域也開始涉及。增加了許多的圖形圖像處理，多媒體功能，符號(hào)運(yùn)算和它與其它流行軟件的接口功能，使得MATLAB的功能越來越強(qiáng)大[16]MATLAB語言簡單易學(xué)、代碼短小高效、計(jì)算功能強(qiáng)大、繪圖非常方便、擴(kuò)充能力強(qiáng)大、幫助功能完整。MATLAB語言善長于數(shù)值計(jì)算，數(shù)據(jù)處理功能十分強(qiáng)大，而且效率比較高。在此基礎(chǔ)上開拓了符號(hào)計(jì)算、文字處理、可視化建模和實(shí)時(shí)控制能力，增強(qiáng)了MATLAB的市場競爭力，使MATLAB成為了市場主流的數(shù)值計(jì)算軟件。 汽包水位控制MATLAB仿真 由第3章分析我們確定汽包水位被控對象的數(shù)學(xué)模型為：,汽包水位傳遞函數(shù)：,，給水流量信號(hào)及蒸汽流量信號(hào)變送器的比例系數(shù)為：，調(diào)節(jié)閥的比例系數(shù)為：。建立仿真框圖為 三沖量汽包水位控制系統(tǒng)仿真框圖控制器參數(shù)為Kp=，Ti=，Td=40，仿真結(jié)果如下圖所示。由仿真結(jié)果顯示，是三沖量控制系統(tǒng)控制效果最好。 汽包水位控制仿真結(jié)果圖中黃線代表三沖量控制，紅線代表雙沖量控制，藍(lán)綠線代表單沖量控制，由圖中看出單沖量控制系統(tǒng)響應(yīng)滯后，且水位出現(xiàn)了“虛假水位”現(xiàn)象，雙沖量控制其超調(diào)量過大，當(dāng)給水系統(tǒng)發(fā)生改變時(shí)，其響應(yīng)也滯后。由圖可知，三沖量控制系統(tǒng)控制效果最好。 爐膛負(fù)壓控制仿真爐膛負(fù)壓控制采用前饋PID控制，爐膛負(fù)壓系統(tǒng)在進(jìn)行仿真過程中各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為爐膛負(fù)壓模型傳遞函數(shù)為，送風(fēng)干擾通道傳遞函數(shù)為。建立仿真框圖如下 爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)仿真框圖設(shè)定PID控制器參數(shù)如下：KP=8，Ti=，Td=30，得到仿真結(jié)果如下圖所示 爐膛負(fù)壓控制仿真結(jié)果仿真結(jié)果顯示，該控制系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)，時(shí)間常數(shù)小，有很好的控制效果。 最優(yōu)風(fēng)煤比控制仿真根據(jù)溫度串級控制框圖，假設(shè)風(fēng)煤比，鼓風(fēng)機(jī)傳遞函數(shù)為，,煤漿機(jī)傳遞函數(shù)為，,鍋爐對象的傳遞函數(shù)為。建立仿真框圖為： 溫度串級控制仿真框圖在該控制中，由于微分信號(hào)引入了高頻干擾，因此，主控制器沒有微分項(xiàng)，主控制器參數(shù)為Kp=5，Ti=，Td=0，風(fēng)量PID控制器參數(shù)為Kp=4，Ti=，Td=10，進(jìn)料PID控制器參數(shù)為Kp=5，Ti=，Td=20，仿真結(jié)果如下圖所示。 溫度串級控制仿真結(jié)果仿真結(jié)果顯示，“溫度交叉限幅比值”控制用于風(fēng)煤比控制，能取得很好的控制效果。本章小結(jié)本章對MATLAB軟件做了簡單的介紹，對汽包水位控制系統(tǒng)、爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)、風(fēng)煤比控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，通過仿真結(jié)果顯示，將三沖量控制應(yīng)用于汽包水位控制、前饋PID控制應(yīng)用于爐膛負(fù)壓控制、在交叉限幅比值控制中引入溫度PID串級控制應(yīng)用于風(fēng)煤比控制都取得了較好的控制效果。結(jié)論通過本文我們對鍋爐系統(tǒng)有了比較全面的認(rèn)識(shí)，鍋爐系統(tǒng)具有參數(shù)時(shí)變、嚴(yán)重非線性、干擾因素復(fù)雜等特點(diǎn)，是典型的復(fù)雜熱工系統(tǒng)。本文分析了鍋爐汽包水位系統(tǒng)，對鍋爐汽包水位進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析，對汽包水位控制的幾種方案進(jìn)行了對比分析，確定了采用三沖量的控制方案。三沖量控制系統(tǒng)具有控制品質(zhì)最好，能有效地滿足系統(tǒng)對快速性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性的要求。能有效地避免“虛假水位”現(xiàn)象。對爐膛負(fù)壓系統(tǒng)，由于其控制對象時(shí)間常數(shù)較小，延遲不明顯，也不是高階對象，控制系統(tǒng)需要對干擾及時(shí)作出響應(yīng)，因此，確定了爐膛負(fù)壓系統(tǒng)采用前饋PID控制方案。該方案對于鼓風(fēng)干擾對象能及時(shí)有效的作出響應(yīng)，滿足爐膛負(fù)壓控制的要求。分析了常規(guī)比值控制在風(fēng)煤比控制的缺陷，介紹雙閉環(huán)交叉限幅比值控制的原理，將其應(yīng)用于風(fēng)煤比控制，實(shí)現(xiàn)了送風(fēng)量和進(jìn)料量的相互跟蹤，取得了很好的控制效果，在此基礎(chǔ)上引入溫度PID串級控制，既實(shí)現(xiàn)了鍋爐系統(tǒng)“定燒”，又實(shí)現(xiàn)了對溫度的控制。本文由于時(shí)間緊迫，同時(shí)也由于知識(shí)有限，對每個(gè)控制系統(tǒng)都是分割開來單獨(dú)考慮，沒有考慮其相互間的關(guān)系。 參考文獻(xiàn)[1] [D].福州大學(xué)，2003[2] 王曉燕．多變量解耦內(nèi)模控制在鍋爐燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].青島科技大學(xué)碩士學(xué) 位論文，2008：12[3] 王善武．中國工業(yè)鍋爐行業(yè)現(xiàn)狀分析及前景展望[J]．工業(yè)鍋爐，N0．1，2004．[4] 張福安．工業(yè)鍋爐計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[J]．科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2004，14(4)：126．127．[5] [D].蘭州理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009[6] 朱傳標(biāo)．工業(yè)鍋爐技術(shù)基礎(chǔ)[M]．上海：上海遠(yuǎn)東出版社，1996．12．[7] 楊獻(xiàn)勇．熱工過程自動(dòng)控制[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2000：307312．[8] 林宗虎，徐通．實(shí)用鍋爐手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1996：184～185．[9] 厲玉鳴．化工儀表及自動(dòng)化[M]．第四版．化學(xué)工業(yè)出版社，2006：114119[10] 楊正進(jìn)．工業(yè)鍋爐汽包水位單沖量仿人智能控制的研究及應(yīng)用[M]．重慶：重慶大學(xué)，2002，31～45．[11] [D].內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文,2008[12] 張亮明，夏桂娟．工業(yè)鍋爐熱工檢測與過程控制[M]．天津：天津大學(xué)出版社．1992[13] 還博文．鍋爐燃燒理論與應(yīng)用[M]．上海交通大學(xué)出版社，1999．[14] 李貴娥，麻紅昭，張偉， 應(yīng)用[J].浙江大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院[15] 李來春，許松男．蒸汽動(dòng)力主鍋爐燃燒控制系統(tǒng)[J]．熱能動(dòng)力工程，2000，15(2)：175—177．[16] 徐金明．MATLAB實(shí)用教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社，2005 致 謝走的最快的總是時(shí)間，來不及感嘆，大學(xué)生活已近尾聲，四年多的努力與付出，隨著本次論文的完成，將要畫下完美的句號(hào)。從課題選擇到具體的習(xí)作過程，無不凝聚著譚老師的心血和汗水，他在百忙之中抽出大量的時(shí)間來指導(dǎo)我們，在我的畢業(yè)論文寫作期間，譚老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，使我順利完成畢業(yè)論文，在此向譚老師表示深深的感謝。另外，論文的順利完成離不開其他各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。他們積極的幫助我查資料和提供有利于論文寫作的建議和意見，在此衷心得向他們說聲“謝謝”。最后感謝我的父母給予我生命，給予我上大學(xué)的機(jī)
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