熱工控制系統(tǒng)課堂第七章前饋--反饋復(fù)合控制系統(tǒng)-文庫(kù)吧資料
2025-05-19 10:39本頁(yè)面
【正文】 ,這是一個(gè)等效比例調(diào)節(jié)器 ， 比例帶： W n G G內(nèi) ? ?1 g? g外* ? ?n G G? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?SWSWSWSWnSWnSWDTDBGGTDDB12:1,?????完全補(bǔ)償?shù)臈l件為而令gg 前饋部分對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性沒(méi)有影響，因此在整定前饋通路時(shí)可以獨(dú)立考慮： 把 WB(S)和 WT(S)的值代入得： ? ?? ?nn W SW SDG GDDD? ? ?gg21整定的實(shí)質(zhì)就是確定分壓系數(shù) nD的值。 在試探時(shí)可將外回路開(kāi)路 ,切除水位信號(hào) ,使 VH=0,設(shè)置 Ti和δ/n G值 ,手動(dòng)操作給水閥門(mén) ,使給水量產(chǎn)生一個(gè)階躍變化后立即投入自動(dòng) ,觀察給水量過(guò)渡過(guò)程曲線形狀 ,能快速穩(wěn)定即可 。 如果把調(diào)節(jié)器分壓系數(shù)以外的環(huán)節(jié)看作是調(diào)節(jié)對(duì)象 ,那么廣義調(diào)節(jié)對(duì)象： 內(nèi)回路等效圖如下 : 是一個(gè)近似的比例環(huán)節(jié) ， 因此調(diào)節(jié)器的比例帶和積分時(shí)間都可以取得很小 ， 具體值可以通過(guò)試探法來(lái)決定 ， 以保證內(nèi)回路不振蕩為目的 。這是一根向上的特性曲線。這是一根向下特性曲線。 （三）控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性 參照?qǐng)D 76，設(shè)調(diào)節(jié)器采用 PI 調(diào)節(jié)規(guī)律，靜態(tài)時(shí) ,輸入增量為 0,輸出為定值，即有如下關(guān)系： 0????? GGDDgH InInIII ?上式可變?yōu)椋? I I n I n Ig H D D G G? ? ?－ Kg 為將給定值電壓 Vg轉(zhuǎn)化成給定水位 HG的轉(zhuǎn)換系數(shù)； IH = γH H － γH為水位測(cè)量變送器傳遞系數(shù)，負(fù)號(hào)表示Ｈ與 VH變化方向相反； Ig = KgHg IG =γ GG γ G —— 為給水流量測(cè)量變送器的傳遞系數(shù)； 所以上式可變?yōu)椋? γ HH－ KgHg＝ nDγDD － nGγGG ID =γ DD γ D —— 為蒸汽流量測(cè)量變送器的傳遞系數(shù)； 若忽略排污則有 G＝ D，上式變?yōu)椋? 當(dāng) D=D0， H=Hg 時(shí)可得： gH Hg－ Kg Hg ＝ (nDgD － nGgG ?D0 （ 72） （ 71） γ HH－ KgHg＝（ nDγ D－ nGγ G） D 式 71與式 72相減得： ? ?H H n n D Dg D D G GH? ? ? ? ? ?g gg 0依據(jù)上式可有以下三個(gè)結(jié)論： n nD D G G? ? ?g g(1) 時(shí) ,H＝ Hg，為無(wú)差調(diào)節(jié)。 內(nèi)部給定信號(hào) Vg 與水位信號(hào) VH 相平衡， VH 極性為 “ 正 ” ，則 Vg的 極性為 “ 負(fù) ” 。 （二）調(diào)節(jié)器正反作用開(kāi)關(guān)及入口信號(hào)接線極性 圖 76中各信號(hào)接入調(diào)節(jié)器的極性： 水位 H上升時(shí)（ VH下降）調(diào)節(jié)器應(yīng)關(guān)小閥門(mén)，是負(fù)反饋，所以信號(hào) VH 的極性為 “ 正接 ” ； H WT(S) WDZ(S) WD1(S) KZ Kf nD nG ?G ?H ?D VH H nGVG + Vg + △ T VT G + + H1 H2 VD D nDVD VG Ⅰ Ⅱ Ⅲ 圖 76 單級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)原理框圖 圖中標(biāo)出的 Ⅰ 為內(nèi)回路， II為主回路（外回路）， III為前饋通路。 這種系統(tǒng)與雙沖量系統(tǒng)相比，多了一個(gè)流量反饋信號(hào)，給水量G發(fā)生變化時(shí)，流量信號(hào)自然要比水位信號(hào)快得多。 為了克服這一不足，引入另外一個(gè)反饋信號(hào)即給水流量信號(hào)，構(gòu)成一個(gè)新型的復(fù)合控制系統(tǒng)，稱作前饋－－反饋三沖量給水控制系統(tǒng)。 四、前饋－－反饋三沖量給水控制系統(tǒng) 但由于流量 G對(duì)水位 H的影響，其遲延要比蒸汽量 D對(duì) H的影響要大，用 H作為反饋信號(hào)去控制不夠及時(shí)，使得其動(dòng)態(tài)偏差增大。 首先，由于被控對(duì)象在給水量 G 擾動(dòng)下的水位階躍反應(yīng)曲線表現(xiàn)為無(wú)自平衡能力，且有較大的遲延，因此必須采用帶比例作用調(diào)節(jié)器以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 給水?dāng)_動(dòng)是內(nèi)擾，其他是外擾 。 影響水位的因素除此之外，還有給水壓力，汽包壓力，汽輪機(jī)調(diào)速汽門(mén)開(kāi)度，二次風(fēng)分配等。 為了保證汽壓的穩(wěn)定，燃料量和蒸發(fā)量必須保持平衡，所以這兩者往往是一起變化的，只是先后的差別。 燃料量增加時(shí)，鍋爐吸收更多的熱量，使蒸發(fā)強(qiáng)度增大，如果不調(diào)節(jié)蒸汽閥門(mén)，由于鍋爐出口汽壓提高，蒸汽流量也增大，這時(shí)蒸發(fā)量大于給水量，水位應(yīng)下降。當(dāng)過(guò)了一定時(shí)間后，當(dāng)汽泡容積和負(fù)荷相適應(yīng)而達(dá)到穩(wěn)定后，水位就要反映出物質(zhì)平衡關(guān)系而下降。 如圖 75中曲線 H2(t)所示。 其原因負(fù)荷增加，在汽水循環(huán)回路中蒸發(fā)強(qiáng)度也將成比例增加，水面下汽包的容積增加得也很快，此時(shí)燃燒量 M還來(lái)不及增加，汽包中汽壓下降，汽泡膨脹，使汽泡體積增大而水位上升。 水位在給水?dāng)_動(dòng)下的傳遞函數(shù)可表示為： ? ? ? ? ? ?11H S G S S TS TS S? ? ??? ? ??? 水位對(duì)象可近似認(rèn)為是一個(gè)積分環(huán)節(jié)和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)的形式。 （一）給水量擾動(dòng)下水位變化的動(dòng)態(tài)特性 H 1 2 て 2 て 1 圖 74 給水量擾動(dòng)時(shí)水位階躍響應(yīng)曲線 圖 74中曲線 1為沸騰式省煤器情形下水位動(dòng)態(tài)特性。 飛升時(shí)間 Ta為： T a ? 1? 對(duì)于蒸發(fā)量為 100?230t/h的單汽包爐，當(dāng)水位變化 100mm時(shí) Ta＝ 6030s，對(duì)于蒸發(fā)量為更大的汽包爐 Ta＝ 30s，它的意義在于當(dāng)鍋爐在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，如果突然停止供水，則由于蒸發(fā)量和給水量的不平衡造成水位迅速下降，在 30s內(nèi)將下降 200mm或者換句話說(shuō)，如果給水量減少 10 %，經(jīng)過(guò) 30s的時(shí)間，水位將下降 20mm。上式中 : ? ?dHdt C G D??? ??? ? ???? ???m a x m a x1 右邊一項(xiàng)表示汽包內(nèi)工質(zhì)的變化量，當(dāng)給水量Ｇ＝ 0，而蒸發(fā)量為最大時(shí)，變化量最大，因此有： dHdt C D?????? ? ?m a x m a x1可見(jiàn)這時(shí)的擾動(dòng)量是下降的。 控制系統(tǒng)的物質(zhì)平衡方程為： ? ? ? ? dtDGD d tG d tdHF ???????? ??將上式進(jìn)一步變換得： ? ? DGdtdHF ??????? ??令 ，則上式變?yōu)椋? ? ??? ????? FCC dHdt G D? ? ? 容量系數(shù)Ｃ是用來(lái)表征鍋爐的結(jié)構(gòu)系數(shù)的，而它的動(dòng)態(tài)特性則往往用飛升速度或飛升時(shí)間來(lái)表
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1