鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計仿真畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-25 18:23本頁面
【正文】 最后感謝我的父母給予我生命，給予我上大學的機會!。另外，論文的順利完成離不開其他各位老師、同學和朋友的關(guān)心和幫助。 參考文獻[1] [D].福州大學，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].青島科技大學碩士學 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)鍋爐計算機控制技術(shù)[J]．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2004，14(4)：126．127．[5] [D].蘭州理工大學碩士學位論文,2009[6] 朱傳標．工業(yè)鍋爐技術(shù)基礎(chǔ)[M]．上海：上海遠東出版社，1996．12．[7] 楊獻勇．熱工過程自動控制[M]．北京：清華大學出版社，2000：307312．[8] 林宗虎，徐通．實用鍋爐手冊[M].化學工業(yè)出版社，1996：184～185．[9] 厲玉鳴．化工儀表及自動化[M]．第四版．化學工業(yè)出版社，2006：114119[10] 楊正進．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，2002，31～45．[11] [D].內(nèi)蒙古大學碩士學位論文,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]．上海交通大學出版社，1999．[14] 李貴娥，麻紅昭，張偉， 應(yīng)用[J].浙江大學材料與化學工程學院[15] 李來春，許松男．蒸汽動力主鍋爐燃燒控制系統(tǒng)[J]．熱能動力工程，2000，15(2)：175—177．[16] 徐金明．MATLAB實用教程[M]．北京：清華大學出版社，北京交通大學出版社，2005 致 謝走的最快的總是時間，來不及感嘆，大學生活已近尾聲，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。分析了常規(guī)比值控制在風煤比控制的缺陷，介紹雙閉環(huán)交叉限幅比值控制的原理，將其應(yīng)用于風煤比控制，實現(xiàn)了送風量和進料量的相互跟蹤，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，既實現(xiàn)了鍋爐系統(tǒng)“定燒”，又實現(xiàn)了對溫度的控制。對爐膛負壓系統(tǒng)，由于其控制對象時間常數(shù)較小，延遲不明顯，也不是高階對象，控制系統(tǒng)需要對干擾及時作出響應(yīng)，因此，確定了爐膛負壓系統(tǒng)采用前饋PID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、準確性的要求。結(jié)論通過本文我們對鍋爐系統(tǒng)有了比較全面的認識，鍋爐系統(tǒng)具有參數(shù)時變、嚴重非線性、干擾因素復雜等特點，是典型的復雜熱工系統(tǒng)。 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”控制用于風煤比控制，能取得很好的控制效果。 最優(yōu)風煤比控制仿真根據(jù)溫度串級控制框圖，假設(shè)風煤比，鼓風機傳遞函數(shù)為，,煤漿機傳遞函數(shù)為，,鍋爐對象的傳遞函數(shù)為。 爐膛負壓控制仿真爐膛負壓控制采用前饋PID控制，爐膛負壓系統(tǒng)在進行仿真過程中各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為爐膛負壓模型傳遞函數(shù)為，送風干擾通道傳遞函數(shù)為。 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，當給水系統(tǒng)發(fā)生改變時，其響應(yīng)也滯后。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。在此基礎(chǔ)上開拓了符號計算、文字處理、可視化建模和實時控制能力，增強了MATLAB的市場競爭力，使MATLAB成為了市場主流的數(shù)值計算軟件。增加了許多的圖形圖像處理，多媒體功能，符號運算和它與其它流行軟件的接口功能，使得MATLAB的功能越來越強大[16]MATLAB語言簡單易學、代碼短小高效、計算功能強大、繪圖非常方便、擴充能力強大、幫助功能完整。MATLAB語言是由美國NewMexico大學的Cleve Mole于1980年開始開發(fā)的。第6章 MATLAB/Simulink仿真 MATLAB軟件介紹MATLAB軟件是由美國的Math Works公司推出的一個科技應(yīng)用軟件。由以上分析可知雙閉環(huán)交叉限幅比例控制系統(tǒng)，是通過在加負荷時“先增風量后增燃煤量”，減負荷時“先減燃煤量后減風量”，確保負荷增減過程中燃煤保持充分燃燒。根據(jù)當前風量計算最佳燃煤量，與燃煤設(shè)定值進入低選器，得到最終燃煤設(shè)定值由原來的調(diào)整到，在供風量設(shè)定值不變的情況下降低了燃煤量。供風量和燃煤量設(shè)定值分別變?yōu)楹?；而風量和燃煤量實測值仍為和。隨著變頻器將控制作用輸出，測試風量 增大，計算出的最佳燃煤量也逐漸增大與設(shè)定值 低選后，輸出值 也由1逐漸增加到2，并且達到2后不再繼續(xù)變大，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。對于風量，可計算出最佳進料量，與設(shè)定值共同進人低選器，得到最終設(shè)定值仍為。設(shè)定燒量為，供風量為，即最佳風煤比為。引入溫度PID控制回路到雙閉環(huán)交叉控制中。經(jīng)過雙閉環(huán)交叉限幅控制的一系列動態(tài)過程，使進料量等于設(shè)定值，同時供風量符合最佳燃燒風漿比。設(shè)供風設(shè)定值為，經(jīng)過“高選比較器”來得到最終的供風設(shè)定值：雙閉環(huán)交叉比值控制，實現(xiàn)了燃燒過程中空氣和進料量的相跟蹤，保證了在負荷增減過程中的最佳燃燒效率。同樣，假設(shè)鍋爐的進料量為。假設(shè)鍋爐實際進風量， 假設(shè)最優(yōu)風煤比為，根據(jù)當前實際進風量，可以計算出最佳進料量為：，為了避免缺氧燃燒，進料PID控制回路中進料量設(shè)定值不應(yīng)該高于最佳進料量。常規(guī)PID控制將風煤比簡單地看成負荷(汽壓)的單一函數(shù)并近似為比值關(guān)系[14]，單純的比值控制并不能保證鍋爐在任何工況下都達到最佳的燃燒工況；同時，對于不同的煤種及煤粉特性、爐排轉(zhuǎn)速、煤層厚度不均勻等原因引起的燃料方面的擾動，過?？諝庀禂?shù)也有較大變化，使得單純的PID控制難以實現(xiàn)風煤比最優(yōu)控制?？諝獠蛔悖瑫斐扇剂先紵煌耆?，鍋爐冒黑煙，造成能源損失；空氣過量，爐內(nèi)排煙就會帶走大量的熱量，降低了火燃溫度，導致氧化氮、氧化硫排出量增加，污染大氣，同時鍋爐的壽命減短，因此必須有效地控制剩余空氣系數(shù)。恰好滿足完全燃燒所需的空氣量稱之為理論空氣量。如果能夠恰當?shù)乇３秩剂狭颗c送風量的正確比值，就能達到最小的熱量損失和最大的燃燒效率。第5章 最優(yōu)風煤比控制鍋爐為適應(yīng)負荷的變化，必須同時改變送風量和燃料量。同時爐內(nèi)壓力變化是個快速環(huán)節(jié)，因此在設(shè)計負壓控制器時，我們采用前饋PID控制器。PID調(diào)節(jié)器爐膛負壓測量變送器引風變頻器干擾測量變送鼓風干擾對象爐膛負壓對象圖4．1 爐膛負壓控制系統(tǒng)框圖爐膛負壓是由鼓風量和引風量之間特定關(guān)系形成的，鼓風量的
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