基于廢水和蒸汽的換熱器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-27 20:25本頁(yè)面
【正文】 如下：比例環(huán)節(jié)：為了及時(shí)成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號(hào) e(t)，以最快速產(chǎn)生控制作用，使偏差向減少的趨勢(shì)變化。積分環(huán)節(jié)：為了保證被控制量 y(t)在穩(wěn)定時(shí)對(duì)給定量 r(t)的無(wú)靜差控制，即當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，則此時(shí)控制輸出量和控制偏差量都保持在某一個(gè)常值上。積分作用的強(qiáng)弱決于積分時(shí)間常數(shù)，積分時(shí)間常數(shù)越大積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。微分環(huán)節(jié)：為了改善閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的速度，能反映偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)，并能在偏差信號(hào)變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。 對(duì)于本設(shè)計(jì)而言，選用的為分程控制系統(tǒng)，相當(dāng)于兩個(gè)單回路控制系統(tǒng)，對(duì)與每一個(gè)回路都是比例積分作用，其控制規(guī)律表達(dá)式為： （32）])(1)([)(0???tipdettUTk本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10第 4 章 系統(tǒng)仿真或模擬調(diào)試本設(shè)計(jì)使用 Matlab 進(jìn)行仿真，根據(jù)前幾章的分析可知，當(dāng)只有熱水加熱時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)單回路控制系統(tǒng)，而當(dāng)熱水無(wú)法滿足要求同時(shí)用蒸汽加熱時(shí)，可將兩者合并，同樣可以看作單回路。兩個(gè)閥門上的傳遞函數(shù)為： （41）1??sGA整個(gè)系統(tǒng)中的主參數(shù)傳遞函數(shù)為： （42）es5201s???在 Matlab 進(jìn)行仿真，仿真框圖如圖 所示。圖 仿真框圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11根據(jù)選定的調(diào)節(jié)規(guī)律以及系統(tǒng)的參數(shù)要求，計(jì)算出本系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器參數(shù)值。將其輸入仿真的 PID 中，得到 PID 設(shè)置參數(shù)如圖 所示圖 PID 參數(shù)根據(jù)上圖的仿真框圖進(jìn)行仿真，其仿真結(jié)果如圖 所示。圖 仿真波形圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12本設(shè)計(jì)時(shí)基于熱水和蒸汽的換熱器溫度控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，熱物料的出口溫度干擾因素為物料的流量，在仿真中加入干擾信號(hào)后，對(duì)其再次仿真，得到的干擾仿真波形圖如 所示。圖 施加干擾輸出波形本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13第 5 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)本次設(shè)計(jì)是基于熱水和蒸汽的換交換器溫度控制系統(tǒng)，使用工業(yè)廢水和蒸汽作為加熱介質(zhì)，對(duì)冷物料進(jìn)行加熱，并使其保持在一定的數(shù)值。經(jīng)過(guò)查閱資料，本設(shè)計(jì)采用了分程控制系統(tǒng)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇了合適的傳感器、控制器、執(zhí)行器以及電氣轉(zhuǎn)換器。所選的器件都具有可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)，充分滿足了設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)適用原則。控制規(guī)律是進(jìn)行過(guò)程控制設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，了解調(diào)節(jié)控制規(guī)律對(duì)控制質(zhì)量的影響，合理選擇氣動(dòng)閥的氣開氣關(guān)形式和控制器正反作用以及合理選擇控制規(guī)律，是制定方案及系統(tǒng)仿真的關(guān)鍵步驟。本設(shè)計(jì)完成總體設(shè)計(jì)后，選擇了 Matlab 對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。Matlab 具有功能強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算功能，強(qiáng)大的圖形處理能力，高級(jí)但簡(jiǎn)單的程序環(huán)，豐富的工具箱，非常適合本次設(shè)計(jì)的方針要求。通過(guò) PID 參數(shù)的設(shè)定，利用 Matlab 仿真，輸出了該系統(tǒng)的波形，直觀的顯示了整個(gè)系統(tǒng)的控制規(guī)律。通過(guò)仿真得到了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，通過(guò)比較，說(shuō)明了本設(shè)計(jì)是正確的，滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書中的各項(xiàng)要求，本次設(shè)計(jì)圓滿完成。本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 14參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：.[2] 周澤魁. 控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置[M]. 北京：.[3] 金以慧. 過(guò)程控制[M] .北京：.[4] 胡壽松. 自動(dòng)控制原理[M].北京：.[5] 王平主. 儀器儀表[M] .北京:.[6] [J].[7] 錢頌文. 換熱器設(shè)計(jì) [J].北京：[8] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，
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