管式加熱爐出口溫度串級控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-08-05 10:48本頁面
【正文】 由此得：影響控制的主要因素 KP 、 KD、 KI 及采樣周期 T。整定思路：(1)理論根據(jù)——由于主、副對象的時(shí)間常數(shù)相差很大，則主、副回路的工作頻率差別很大，當(dāng)副回路整定好以后，將副回路視作主回路的一個(gè)環(huán)節(jié)來整定主回路時(shí)，可認(rèn)為對副回路的影響很小，甚至可以忽略。9(2)另一方面，工藝上對主變量的控制要求較高，而對副變量的控制要求較低。(3)整定順序：先整定副調(diào)節(jié)器，再去整定主調(diào)節(jié)器。整定步驟:⑴在生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，主、副調(diào)節(jié)器均設(shè)置為純比例控制作用。⑵具體做法，將主調(diào)節(jié)器的比例度 δ1 置于 100％，Ki=0，Kd=0。⑶按簡單控制系統(tǒng)的衰減曲線法整定副回路——將副調(diào)節(jié)器的比例度 δ2 由大到小調(diào)整，直到副變量的過渡過程曲線呈 4：1 衰減振蕩為止。(4)記下此時(shí)的比例度 δ2s，量得此時(shí)的衰減振蕩周期 T2s。(5)置副調(diào)節(jié)器的比例度為 δ2s，將副回路看作是主回路的一個(gè)環(huán)節(jié)，主副環(huán)仍閉合，用同樣的方法整定主調(diào)節(jié)器——將主調(diào)節(jié)器的比例度 δ1 由大到小調(diào)節(jié)，直到主變量的過渡過程曲線呈 4：1 衰減振蕩為止。(6)記下此時(shí)主調(diào)節(jié)器的比例度 δ1s，量出主變量振蕩周期 T1s。 (7)由已求得的 δ1s、δ2s 和 T1s、T2s 的值，結(jié)合主、副調(diào)節(jié)器的選型，按照簡單控制系統(tǒng)的衰減曲線法整定參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，分別計(jì)算主、副調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)值。(8)按照“先副后主” 、 “先 P 再 I 后 D”的順序，將計(jì)算出的參數(shù)設(shè)置到調(diào)節(jié)器上，作擾動試驗(yàn)，觀察過渡過程曲線，作適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整，直到控制質(zhì)量最佳。6 管式加熱爐出口溫度串級控制系統(tǒng)的 MATLAB Simulink 仿真與分析 傳遞函數(shù)的選擇按儀表的對應(yīng)關(guān)系設(shè)：主回路的傳遞函數(shù)取 8012()9)seGs??? 副回路的傳遞函數(shù)取 參考文獻(xiàn)[8]1622()30)(s? 系統(tǒng)的參數(shù)的選擇 系統(tǒng)的仿真圖為圖 6：圖 610首先整定副回路，當(dāng)副回路的衰減比為 4：1 時(shí)，如圖 7 所示此時(shí)副回路的振蕩周期 T1s= 11246=66（s）衰減比為 δ1=1/ 100%=%。?然后整定主回路，當(dāng)主回路的衰減比為 4：1 時(shí)，如圖 8 所示此時(shí)主回路的振蕩周期 T2s=840335=505（s） ，衰減比 δ2=1/ 100%=%，?計(jì)算得 Kp=、Ti=、Td= 、Ki=、Kd=。 系統(tǒng)的仿真分析將 Kp、Ki、Kd 分別代入 PID 調(diào)節(jié)器后得到無擾動的的仿真結(jié)果為如圖 9加入擾動后的系統(tǒng)框圖為圖 10，得到的仿真結(jié)果為圖 11圖 7 圖 8圖 9 圖 11圖 1011由于超調(diào)量較大，可減小比例系數(shù)使超調(diào)量減小，當(dāng) Kp=，Ki=，Kd=時(shí)。再次得到的無擾動和有擾動響應(yīng)曲線分別為圖 12 和圖 13，超調(diào)量在生產(chǎn)規(guī)定的范圍內(nèi)。7 感受與體會通過這次課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了很多平時(shí)學(xué)習(xí)上的不足，也學(xué)到了很多以前沒有涉及到得知識，導(dǎo)致考完試以后就把這些知識給忘掉，沒有能夠轉(zhuǎn)化成自己的知識，遇到過很多很多的問題，但我通過很多有效地途徑，例如上網(wǎng)查相關(guān)資料，問身邊的同學(xué)與朋友，都得到了解決。 剛開始的時(shí)候，對管式加熱爐串級控制系統(tǒng)只有個(gè)大概的了解，我去圖書館仔細(xì)查閱了介紹過程控制系統(tǒng)的相關(guān)書籍，并在網(wǎng)上搜類似的設(shè)計(jì)來參考，詳細(xì)了解其工作原理，并對管式加熱爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一個(gè)大概的構(gòu)思。當(dāng)然，對一篇課程設(shè)計(jì)來說，格式也是一個(gè)重要的方面，我仔細(xì)按著知道老師的格式要求，認(rèn)真編輯，達(dá)到好的效果。 在做課程設(shè)計(jì)的過程中，不斷發(fā)現(xiàn)新的問題，不斷去尋找好的解決方法，不斷去改變，改進(jìn)，才能讓自己得到提高。我們首先要學(xué)好理論，然后抓住機(jī)會實(shí)踐，在實(shí)踐中加深對理論的理解，理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能學(xué)好專業(yè)知識，為未來打好基礎(chǔ)。不知不覺中，幾天時(shí)間的關(guān)于管式加熱爐溫度控制系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)做完了，感覺受益匪淺。在設(shè)計(jì)過程中，從拿到題目，方案的設(shè)計(jì)到方案的確定，都經(jīng)過了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎?，回路的設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)器的正反作用的確定，被控參數(shù)的選擇，使系統(tǒng)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目的。同時(shí)，其他的同學(xué)，在設(shè)計(jì)的過程中曾耐心給與幫助，使我得以最終完成這次關(guān)于管式加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。我們以前學(xué)習(xí)的知識都漸漸離我們遠(yuǎn)去，甚至不知道、不清楚哪些知識該用到哪些地方，什么時(shí)候用。學(xué)校安排了這次管式加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)的課圖 12 圖 1312程設(shè)計(jì)，通過自己查找資料，了解情況，讓我們清楚我們學(xué)的知識與現(xiàn)實(shí)工業(yè)生產(chǎn)之間的聯(lián)系，使得我們對知識更加了解和鞏固，為今后的工作打下了基礎(chǔ)。8 參考文獻(xiàn)[1]《過程裝備控制技術(shù)及其應(yīng)用》 王毅 主編 化學(xué)工業(yè)出版社[2]《過程自動化及儀表》 俞金壽 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [3]《工業(yè)過程控制工程》 王樹青 主編 化學(xué)工業(yè)出版社[4]《控制儀表及裝置》 吳勤勤 主編 化學(xué)工業(yè)出版社[5]《過程控制儀表》 徐春山 主編 冶金工業(yè)出版社[6]《過程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南工程》 黃振仁 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [7]《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 匡國柱 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [8] 《節(jié)能》2022 年第 7 期 基于 MATLAB Simu1ink 下加熱爐傳遞函數(shù)的 PID 仿真試驗(yàn)趙春鋒等 煙臺大學(xué)
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