【正文】 至滅火爐負(fù)壓小甚至變?yōu)檎龎?，火焰及飛灰將爐膛不嚴(yán)處冒出，惡化工作燃燒造成危及人身及設(shè)備安全。大多數(shù)鍋爐采用平衡通風(fēng)方式，使?fàn)t內(nèi)煙氣壓力低于外界大氣壓力，即爐內(nèi)煙氣負(fù)壓，爐膛內(nèi)煙氣壓力最高的部位是爐堂頂部。當(dāng)鍋爐的燃燒系統(tǒng)發(fā)生故障或異常時(shí)，最先將在爐膛負(fù)壓上反映出來，而后才是火檢、火焰等的變化，其次才是蒸汽參數(shù)的變化。爐膛負(fù)壓是反映燃燒工況穩(wěn)定與否的重要參數(shù)，是運(yùn)行中要控制和監(jiān)視的重要參數(shù)之一。圖6為燃燒爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)和燃料空氣比值控制系統(tǒng)框圖?？刂屏咳鐖D4所示。保證蒸汽壓力恒定的主要手段是隨著蒸汽壓力波動(dòng)及時(shí)調(diào)節(jié)燃料產(chǎn)生的熱量，而燃燒產(chǎn)生熱量的調(diào)節(jié)是通過控制所供應(yīng)的燃料量以及適當(dāng)比例的助燃空氣實(shí)現(xiàn)的。圖1燃燒過程控制系統(tǒng)示意圖圖2原理方框圖燃料量M送風(fēng)量VPS爐膛負(fù)壓α過?？諝庀禂?shù)調(diào)節(jié)量引風(fēng)量VSpT汽壓或功率圖3 燃燒過程控制特點(diǎn)燃油蒸汽鍋爐燃燒的目的是為后續(xù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供穩(wěn)定的壓力。2 燃燒過程控制系統(tǒng)概述燃燒蒸汽鍋爐的燃燒過程主要由三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成：蒸汽壓力控制系統(tǒng)、燃料空氣比值控制系統(tǒng)和爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)。與MATLAB和工具箱集成由于Simulink可以直接利用MATLAB的數(shù)學(xué)圖形和編程功能，用戶可以直接在Simulink下完成諸如數(shù)據(jù)分析、過程自動(dòng)化、優(yōu)化參數(shù)等工作。仿真結(jié)果可以在運(yùn)行的同時(shí)通過示波器或圖形窗口查看。建模時(shí)只需要使用鼠標(biāo)拖放庫中的功能模塊并將它們接連起來。它不但實(shí)現(xiàn)了可視化的動(dòng)態(tài)仿真，也實(shí)現(xiàn)了與MATLAB、C或者FORTRAN甚至和硬件之間的數(shù)據(jù)傳遞，大大擴(kuò)展了它的功能。它使用方框圖表示一個(gè)系統(tǒng)，通過圖形界面，利用鼠標(biāo)點(diǎn)擊和拖拉方式建立系統(tǒng)模型。但Nichols圖的繪制方式和Bode圖是不同的，它可由以下命令繪制plot(phase，20*log10(mag)) [5]MATLAB環(huán)境下的Simulink是當(dāng)前眾多仿真軟件中功能最強(qiáng)大、最優(yōu)秀、最容易使用的一個(gè)系統(tǒng)建模、仿真和分析的動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境工具箱。（5）系統(tǒng)的奈奎斯特圖（Nyquist圖）nyquist( )函數(shù)的調(diào)用格式為：[Re，Im，ω]=nyquist(num，den)[Re，Im，ω]=nyquist(num，den，ω)[Re，Im，ω]=nyquist(A，B，C，D)[Re，Im，ω]=nyquist(A，B，C，D，iu)[Re，Im，ω]=nyquist(A，B，C，D，iu，ω)其中返回值Re，Im和ω分別為頻率特性的實(shí)部向量、虛部向量和對(duì)應(yīng)的頻率向量，有了這些值就可利用命令plot(Re，Im)來直接繪出系統(tǒng)的奈奎斯特圖。除了根據(jù)系統(tǒng)模型直接求取幅值和相位裕量之外，MATLAB的控制系統(tǒng)工具箱中還提供了由幅值和相位相應(yīng)數(shù)據(jù)來求取裕量的方法，這時(shí)函數(shù)的調(diào)用格式為：[Gm，Pm，Wcg，Wcp]=margin(mag，phase，ω)式中頻率響應(yīng)可以是由bode( )函數(shù)獲得的幅值和相位向量，也可以是系統(tǒng)的實(shí)測(cè)幅值與相位向量，ω為相應(yīng)的頻率點(diǎn)向量。如果只想繪制出系統(tǒng)的Bode圖，而對(duì)獲得幅值和相位的具體數(shù)值并不感興趣，則可以采用如下簡(jiǎn)單的調(diào)用格式bode(num，den，ω)； bode(A，B，C，D，iu，ω）或更簡(jiǎn)單地bode(num，den) ；bode(A，B，C，D，iu)（3）幅值裕量和相位裕量在判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)，常常需要求出系統(tǒng)的幅值裕量和相位裕量。此函數(shù)的調(diào)用格式為ω=logspace(m，n，npts)（2） 系統(tǒng)的Bode圖連續(xù)系統(tǒng)的伯德圖可利用bode( )函數(shù)來繪制，其調(diào)用格式為：[mag，phase，ω]=bode(num，den)[mag，phase，ω]=bode(num，den，ω)[mag，phase，ω]=bode(A，B，C，D)[mag，phase，ω]=bode(A，B，C，D，iu)[mag，phase，ω]=bode(A，B，C，D，iu，ω)式中 num，den和A，B，C，D分別為系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)和狀態(tài)方程的參數(shù)，而ω為頻率點(diǎn)構(gòu)成的向量。[4]MATLAB的控制系統(tǒng)工具箱提供了多種求取線性系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線的函數(shù)。根軌跡繪制的命令：閉環(huán)系統(tǒng)的特征根在s平面變化的軌跡，該函數(shù)的調(diào)用格式為：[r，K]=rlocus(num，den)； [r，K]=rlocus(num，den，K)其中返回值r為系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)，K為相應(yīng)的增益。繪制系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖：pzmap( )函數(shù)可繪制系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖，其調(diào)用格式為：[p，z]=pzmap(A，B，C，D) 或 [p，z]=pzmap(p，z)； [p，z]=pzmap(num，den)其中列向量P為系統(tǒng)極點(diǎn)位置，列向量z為系統(tǒng)的零點(diǎn)位置。 MATLAB在控制系統(tǒng)分析中的應(yīng)用利用MATLAB可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行如下有效分析：(1)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(2)求取系統(tǒng)在典型和任意輸入信號(hào)作用下的時(shí)域響應(yīng)；(3)繪制系統(tǒng)的根軌跡，在根軌跡上可確定任意點(diǎn)的根軌跡增益K值，從而得到系統(tǒng)穩(wěn)定的根軌跡增益K值范圍；(4)利用MATLAB繪制系統(tǒng)的Bode圖、Nichols圖和Nyquist圖等，并求取系統(tǒng)的幅值裕量和相位裕量；(5)分析具有時(shí)間延遲系統(tǒng)的頻率特性；(6)求取頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)，且根據(jù)頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)辯識(shí)系統(tǒng)的模型參數(shù)；(7)分析系統(tǒng)的能控性和能觀測(cè)性，并能對(duì)不完全能控或不完全能觀測(cè)的系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解。(5)豐富的工具箱。在FORTRAN和C語言里，繪圖都很不容易，但在MATLAB里，數(shù)據(jù)可視化非常簡(jiǎn)單。(3)程序的可移植性好，基本上不做修改就可以在各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)上運(yùn)行。(2)語法限制不嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。[1] 的特點(diǎn)(1)超強(qiáng)的數(shù)值運(yùn)算功能。即當(dāng)系統(tǒng)某個(gè)可變參數(shù)有0→∞時(shí)，系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)在s平面上所描繪出來的軌跡，根軌跡能直觀的反映系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)根分布位置的影響。與該參數(shù)的某一特定數(shù)值相應(yīng)的根，可在根軌跡圖上找到。應(yīng)用MATLAB軟件，運(yùn)行它提供的頻率分析函數(shù)，就能夠方便、簡(jiǎn)單、快捷的繪制三種曲線，并計(jì)算出頻域性能指標(biāo)。傳統(tǒng)的頻域分析需要計(jì)算數(shù)據(jù)，繪制Bode圖，并求出頻域性能指標(biāo)。當(dāng)開環(huán)傳遞函數(shù)包含虛軸上的極點(diǎn)時(shí)，閉合曲線應(yīng)以ε→0的半圓從右側(cè)繞過該極點(diǎn)。根據(jù)開環(huán)Nyquist曲線，可判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（1） Bode圖：Bode圖即對(duì)數(shù)頻率特性曲線。相頻寬：相頻特性φ(jω)等于?π/2時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率。[2] 頻域性能指標(biāo)：峰值：幅頻特性A(ω)的最大值?；謴?fù)時(shí)間：從階躍擾動(dòng)作用開始到輸出量基本上恢復(fù)穩(wěn)態(tài)的過程中，輸出量與新的穩(wěn)態(tài)值之差進(jìn)入某基準(zhǔn)量的范圍之內(nèi)所需的時(shí)間。超調(diào)量σ%是指階躍響應(yīng)曲線h（t）中對(duì)穩(wěn)態(tài)值的最大超出量與穩(wěn)態(tài)值之比。通常將控制系統(tǒng)跟蹤或復(fù)現(xiàn)階躍輸入信號(hào)響應(yīng)的指標(biāo)作為系統(tǒng)控制性能的指標(biāo)。時(shí)域分析法是根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)微分方程，用拉普拉斯變換來求解動(dòng)態(tài)響應(yīng)的過程曲線。對(duì)于一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)，不能要求三項(xiàng)性能指標(biāo)都很優(yōu)良，那樣系統(tǒng)的成本會(huì)很高。準(zhǔn)確性是指動(dòng)態(tài)過程的最終精度，即控制系統(tǒng)輸出量的期望值與實(shí)際終止值之差（即穩(wěn)態(tài)誤差），其差值越小精度越高?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)使用的基礎(chǔ)，不穩(wěn)定的系統(tǒng)沒有實(shí)際意義。 對(duì)于一個(gè)