【導(dǎo)讀】火力發(fā)電廠在我國電力工業(yè)中占有主要地位，是我國的重點能源工業(yè)之一。發(fā)電機組具有效率高、投資省、自動化水平高等優(yōu)點，在國內(nèi)外發(fā)展很快。是火電廠非常重要的控制子系統(tǒng)。汽包水位是鍋爐安全運行的重要參數(shù)，同時它還是衡量。鍋爐汽水系統(tǒng)物質(zhì)是否平衡的標志，因此水位控制系統(tǒng)一直受到重視。及測量部分、控制器部分和執(zhí)行器部分的結(jié)構(gòu)。性，介紹了水位、給水量、和蒸汽量的測量方法，分析了三沖量的擾動對控制系統(tǒng)的影響。紹了單沖量、雙沖量和三沖量等控制方式。在文章的最后，對給水系統(tǒng)進行仿真，選定了。串級三沖量的控制策略，用MATLAB軟件搭建了控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。的適應(yīng)性，均滿足控制要求。

　　

【正文】 成汽包的水汽的嚴重不平衡．往往在低水位之后，緊接著出現(xiàn)高水位，造成水位的 大幅度波動，使系統(tǒng)的控制能力十分脆弱，如同單沖量的調(diào)節(jié)效果。校正作用過弱，動態(tài)穩(wěn)定時間長，跟蹤性能差。因此主調(diào)校正作用必須適度，要充分兼顧外擾情況下．根據(jù)虛假水位的大小來整定。 在參數(shù)整定最重要的一點是蒸汽流量的前饋信號．應(yīng)用此信號可補償因“虛假水位”現(xiàn)象造成的錯誤調(diào)節(jié)作用。理想的要求為當(dāng)蒸汽流量突然變化時，不應(yīng)發(fā)生瞬時的給水流量波動，緊隨蒸汽流量的變化。給水流量很快適應(yīng)新的流量平衡。利用蒸汽量來辯別真假水位，使水位控制不發(fā)生誤動，避免水位的影響是更加實用的隨機的有效手段。例如在蒸汽流量突然增加時， 水位因壓力降低而升高。蒸汽流量作用要求增加給水量，而水位高的假水位則要求減小給水量，其作用相反。整定合適時能相互抵消，使給水量基本不變，從而使水位變化較小。因此蒸汽流量的怍用也必須根據(jù)汽包虛假水位的大小來決定，而虛假水位又取決于負荷變化率以及鍋爐的汽包特性，整定時應(yīng)反復(fù)調(diào)試，滿足水位動態(tài)性能的要求。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 理淪上蒸汽流量前饋信號整定計算公式為： )(1)( WWHWDD SDSD ??? )( )( SSWWaa HDWD ? 式中 aD —— 蒸汽流量前饋系數(shù) aW —— 給水流量分流系數(shù) )(SWD —— 蒸汽流量擾動下的水位響應(yīng)傳遞函數(shù) )(SWH —— 給水流量擾動下的水位響應(yīng)傳遞函數(shù) 上文討論了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和被控對象的參數(shù)，接下來使用 MATLAB軟件對三沖量串級給水控制系統(tǒng)進行仿真。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下： 其中： 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 主被控對象的 傳遞函數(shù)： ）（ 1405)(1 ?? SSSG 福被控對象的傳遞函數(shù)： 14 10)(2 ?? SSG 蒸汽量擾動環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)： 110 141)(2 ???? SSSG F 前饋環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)： 110 1405)(1 ? ?? S SSSG F ）（ 1)副制器參數(shù)整定 將主環(huán)斷開，副回路控制器采用純比例控制，設(shè)定 10p ?K ，對副回路加入幅值為 1的階躍信號，觀察副回路的輸出如下圖： 從上圖可以看出，副回路 的調(diào)節(jié)時間為 ，且穩(wěn)態(tài)誤差為 ，快速性和準確性華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 均符合控制要求。 2)主控制器參數(shù)整定： 在調(diào)整好副回路后，給主回路加階躍信號，觀察主回路的輸出并調(diào)整 PID控制器的參數(shù)，經(jīng)過反復(fù)嘗試，最后整定的結(jié)果為： 4p?K ?K 8d?K 系統(tǒng)的節(jié)約響應(yīng)曲線如下圖： 從圖中可以看出，調(diào)節(jié)時為 11s，超調(diào)量為 5%，穩(wěn)態(tài)誤差為 0，滿足控制要求。至此主控制器和副控制器的參數(shù)整 定完畢 系統(tǒng)的抗干擾能力分析 在三沖量給水控制系統(tǒng)中，給水量的擾動和蒸汽量的擾動都會對系統(tǒng)造成干擾，所以華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 必須驗證系統(tǒng)抗干擾能力。 1)抗給水量擾動的能力 在控制過程的 50s時給系統(tǒng)加入幅值為 1的給水量階躍信號作為擾動源，觀察系統(tǒng)的輸出： 從圖中可以看出， 50s時系統(tǒng)的輸出擾動非常小，由此可以看出系統(tǒng)克服給水量擾動的能力非常理想。 2)抗蒸汽量擾動的能力 在控制過程的 50s時加入幅值為 1的蒸汽量階躍信號作為擾動源，觀察系統(tǒng)輸出： 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 從圖中可以看出從圖中可以看出， 50s時系統(tǒng)的輸出擾動比較 小變化幅度在 10%以內(nèi)，由此可以看出系統(tǒng)克服給水量擾動的能力比較理想。 在系統(tǒng)的運行過程中，被控對象的參數(shù)往往是隨著時間變化的，因此要求控制器能夠在被控對象的參數(shù)發(fā)生一定程度內(nèi)變化時仍能滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及系統(tǒng)對控制品質(zhì)的要求。因此需要改變系統(tǒng)的被控對象來驗證控制器的適應(yīng)性。 1)系統(tǒng)對副被控對象參數(shù)改變的適應(yīng)性 上文中選取的被控對象的傳遞函數(shù)為： 14 10)(2 ?? SSG。當(dāng)被控對象的參數(shù)發(fā)生改變，向不利于系統(tǒng)穩(wěn)定的方向變化時，假設(shè)新的副被控對象為 110 5)(2 ??? SSG，觀察系統(tǒng)的階躍響應(yīng)： 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 從圖中可以看出，調(diào)節(jié)時間仍為 10s左右，且超調(diào)量為 5%，可見控制系統(tǒng)對副被控對象參數(shù)品質(zhì)變差的適應(yīng)性良好。 2)系統(tǒng)對主被控對象參數(shù)改變的適應(yīng)性 上文中選取的被控對象的傳遞函數(shù)為： ）（ 1405)(1 ?? SSSG。當(dāng)被控對象的參數(shù)發(fā)生改變，向不利于系統(tǒng)穩(wěn)定的方向變化時，假設(shè)新的主被控對象為）（ 1805)(1 ??? SSSG ，觀察系統(tǒng)的階躍響應(yīng)： 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 從圖中可以看出，調(diào)節(jié)時間為 20s左右，且超調(diào)量為為 16%，系統(tǒng) 仍能保持穩(wěn)定?？梢娍刂葡到y(tǒng)對副被控對象參數(shù)品質(zhì)變差的適應(yīng)性良好。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 參考文獻 [1]王 進 .汽包水位控制 [J].東方鍋爐 .2021,1. [2]徐春梅，張 浩，楊 平 .汽包水位串級三沖量非線性 PID 控制系統(tǒng) [J].華東電力 .2021,5 [3]吳小亮，代 芳 .基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鍋爐汽包水位控制器的設(shè)計 [J].南昌工程學(xué)院學(xué)報 .2021,28. [4]朱少華，李 智 .基于模糊自整定 PID 的鍋爐汽包水位控制研究 [J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報 .2021,7. [5]衛(wèi)才望，李 虹 .基于無模型自 適應(yīng)改進算法的汽包水位控制 [J].太原科技大學(xué) .2021,30. [6]陳建國 .300MW 機組給水系統(tǒng)優(yōu)化改造的實踐與思考 [J].湖州師范學(xué)院學(xué)報 .2021,30. [7]鄭國強 .300MW 機組給水系統(tǒng)運行方式優(yōu)化 [J].大眾科技 .2021,6. [8]鄭 煒 .珠江電廠 300MW 機組給水自動控制系統(tǒng)改進 [J].貴州電力技術(shù) .2021,2. [9]潘廣立，馮瓊，馮平平 .鍋爐給水系統(tǒng)的改造 [J].橡塑技術(shù)與裝備 .2021,6. [10]羅 洋 .汽泵全程給水在國產(chǎn) 300MW 機組上的應(yīng)用 [J].貴州電力公司 .2021,9. [11]王祥薇 .300MW火電機組仿真機給水調(diào)節(jié)方案的改進 [J].合肥電力學(xué)校 .2021,16 [12]李擁軍，賀莉巖 .鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的改進 [J].化工裝備技術(shù) .2021,2. [13]張松蘭 ，劉延太 .鍋爐汔包水位控制系統(tǒng)的設(shè)計 [J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟 .2021,18. [14]張樂，王有朋，周浚哲 .鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的設(shè)計 [J].科技信息 .2021,19. [15]王卓，付冬梅，劉德軍 .鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的研究 [J].北華大學(xué)電氣信息工程學(xué)院 .2021,6. [16]陳連剛 .鍋爐汽 包水位控制中充分利用 WEIR 泵的調(diào)速功能 [J].熱力發(fā)電 .1992,4. [17]馬 瑞 .鍋爐汽包水位系統(tǒng)的自適應(yīng)逆控制 [J].能源技術(shù) .2021,4. [18]朱用湖 .火電廠鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的數(shù)字計算機仿真 [J].江西電力職工大學(xué)學(xué)報 .2021,12. [19]葛薇朱，張青 .基于仿真技術(shù)的模糊自適應(yīng) PID鍋爐汽包水位控制 [J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) .2021,6. [20]張 軍 .汽包水位的遺傳算法預(yù)測自整定 PID 控制研究 [J].學(xué)術(shù)研究 .2021,4. [21]陳平，王永初，陳小云 .一種基于模糊 PID 控制的 鍋爐汽包水位控制方法 [J].福建工程學(xué)院學(xué)報 .2021,2. [22]彭麗霞 .2 X 300MW 供熱機組給水泵配置優(yōu)化選擇 [J].汽輪機技術(shù) .2021,47. [23]鄧紅周 .300MW 等級空冷機組給水泵驅(qū)動方式選擇分析 [J].新疆電力技術(shù) .2021,4. [24]徐二樹，趙文升，李恕康，王本友 .300 MW 機組除氧給水系統(tǒng)的仿真模型 [J].華 北 電 力 學(xué) 院 學(xué) 報 .1996,23. [25]劉勇利，馮德群 .300MW 機組除氧給水系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模與仿真 [J].系統(tǒng)仿真學(xué)報 .2021,13. [26]解 濤 .300 MW 機組低負荷給水泵運行方式優(yōu)化 [J].山 西 電 力 .2021,4. [27]曾旭華，李福東，付蕾 .300 MW 機組電動給水泵就地操作仿真系統(tǒng)的開發(fā) [J].湖南電力 .2021,30. [28]黃功文 ,王永玲 .300 MW 機組給水泵調(diào)速方式改造經(jīng)濟性分析 [J].上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院 .2021,2. 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 [29]藺榮德 .300MW 機組給水泵組配置方式選擇的探討 [J].甘肅電力技術(shù) .2021,9. [30]劉穎華 .300 MW 機組給水泵組配置方式選擇的探討 [J].湖南電力 .2021,20. [31]劉一福 .300MW 機組給水控制系統(tǒng)的調(diào)試與投運 [J].安徽電力 .1996,4. 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 致謝 首先， 衷心感謝我的指導(dǎo)老師梁偉平老師對我的幫助和支持。在我完成論文期間，特別是實驗階段，遇到我所不能解決的問題時， 他能夠非常細心的指導(dǎo)我， 解除我的疑惑，指出我的錯誤。 正是因為他的這些珍貴的鼓勵和教導(dǎo)， 給 了 我 許多新的啟發(fā)，讓我能夠順利完成這次畢業(yè)設(shè)計。 其次，我要 感謝 大學(xué)里所有的任課老師 ， 正是因為他們孜孜不倦的教導(dǎo)，才使我們有了做好本次論文的基礎(chǔ)，使我在 做論文時有理論可尋。再次感謝我的大學(xué)老師們，謝謝你們！ 同時，我還要 感謝我的 同學(xué)朋友們及其同組的同學(xué) ， 感謝你們在我有困難的時候向我伸出了援助之手，正是因為你們的鼓勵和幫助，才是我在論文的寫作中備感輕松，也讓我有更多的時間和精力去研究那些未知的新事物。 最后，我向我的父母家人致以深深的謝意，他們始終關(guān)心、支持和鼓勵著我，為我付出了許多辛勞，使我能專心學(xué)習(xí)。 謝謝你們對我的關(guān)心和幫助！