過控課程設(shè)計(jì)-加熱爐出口溫度與爐膛溫度串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-08 18:33本頁(yè)面
【正文】 本次設(shè)計(jì)雖然設(shè)計(jì)思路大體上是正確的，但在細(xì)節(jié)處理方面多多少少存在一些問題，希望老師能夠指教。 設(shè)計(jì)心得 此次課程 設(shè)計(jì) 加熱爐出口溫度與爐膛溫度串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，使用到了過程控制系統(tǒng)很多方面的知識(shí)，包括串級(jí)控制系統(tǒng)分析、建模與仿真，串級(jí)控制系統(tǒng)整定方法， PID 調(diào)節(jié)器的參數(shù)工程整定，串級(jí)控制系統(tǒng)的性能分析等。 但串級(jí)控制系統(tǒng)也存在一些不足：只有當(dāng)中間變量能夠檢測(cè)出來時(shí)，才可能采用串級(jí)控制系統(tǒng)，但許多過程在結(jié)構(gòu)上是不容易以這種方式加以分割的；串級(jí)控制系統(tǒng)比單回路控制系統(tǒng)需要更多的儀表，串級(jí)控制系統(tǒng)的投放和整定也比單回路控制系統(tǒng)復(fù)雜些。 對(duì)負(fù)荷干擾或操作條件的變化有一定的自適應(yīng)能力。 提高了系統(tǒng)的工作頻率，由于副回路性能的改善，使得主控制器的比例帶可以更窄，從而提高了系統(tǒng)工作頻率。其性能可歸納為： 可以顯著提高系統(tǒng)對(duì)二次擾動(dòng)的抑制能力，甚至是二次干擾在對(duì)主被控量尚未產(chǎn)生明顯影響時(shí)就被副回路克服了。串級(jí)系統(tǒng)輸出曲線的調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，使系統(tǒng)更早進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，系統(tǒng)振蕩幅度明顯得到改善，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 圖 7系統(tǒng) Simulink模型（積分輸出線連上時(shí)） 圖 8 系統(tǒng) PI參數(shù)整定后的單位階躍響應(yīng)曲線 綜上可知，主、副控制器參數(shù)整定結(jié)果為： Kc1=,Kc2=,Ti=， Kv=1。 圖 6 串級(jí)系統(tǒng) 10： 1衰減振蕩曲線 將 Kc1的值設(shè)置為 ， 1/Ti的值設(shè)置為 1/=，將積分器的輸出連線連上，如圖 7所示，運(yùn)行仿真后，得到如圖 8所示的結(jié)果，它即為 PI控制時(shí)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。 圖 5 串級(jí)系統(tǒng) Simulink模型（未 連積分輸出線時(shí)） 當(dāng) Kc1=，在 t1=，為 ；在 t2=值，為 ，曲線穩(wěn)定值為 ，可計(jì)算出衰減度為（ ）：（ ）=10： 1。在Simulink中，如圖 5，把積分輸出線斷開， Kc1的值從大到小進(jìn)行試驗(yàn)，觀察示波器的輸出，直到輸出 10： 1衰減振蕩曲線為止。根據(jù)δ S和 TS，運(yùn)用表 2所示的經(jīng)驗(yàn)公式，就可計(jì)算出調(diào)節(jié)器預(yù)整定的參數(shù)值。這時(shí)的比例度稱為 10： 1
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