【正文】 度的特點(diǎn)，在深入分析過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)的過程，過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)對象的靜態(tài)特性、動態(tài)特性以及過 熱蒸汽溫度控制的設(shè)計(jì)難的基礎(chǔ)上，確定在過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)中應(yīng)用串級控制的可行性，并考慮根據(jù)蒸 汽溫度偏差和偏差的變化情況調(diào)整控制器的各個(gè)參數(shù)， 實(shí)現(xiàn)控制過熱蒸汽溫度。 一長春理工大 學(xué) 本科 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2 直以來，國內(nèi)外許多專家學(xué)者都在積極研究將這些新的控制算法應(yīng)用到過熱蒸汽溫度的控制上。隨著控制理論的不斷發(fā)展，控制領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新的控制方法，如預(yù)測控制方法、自適應(yīng)控制方法、各種智能控制方法 (包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等等 )。所以常規(guī) PID 控制方法更難以取得滿意的控制效果。過熱汽溫對象具有時(shí)變性、不確定性、非線性等特點(diǎn)，并且會有一些隨機(jī)的擾動產(chǎn)生，工藝流程復(fù)雜，使其難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。 隨著控制理論的發(fā)展， PID 控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了鍋爐的過熱蒸汽溫度控制中 。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的高效率、高可靠性、全自動的微機(jī)工業(yè)測控系統(tǒng)開始日益得到重視。所以針對上述情況設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，既要求對煙氣側(cè)擾動及負(fù)荷擾動等較大外擾具有足夠快的校正速度，同時(shí)又要求能夠?qū)p溫水的內(nèi)擾有較強(qiáng)的抑制能力，從而使系統(tǒng)具有足夠的穩(wěn)定性和良好的控制品質(zhì)，并能保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。在鍋爐運(yùn)行中，影響過熱器出口蒸汽溫度的因素很多，有蒸汽流量、鍋爐給水溫度、煙氣溫度、流量、流速等。因此，在鍋爐運(yùn)行中，保證過熱蒸汽的溫度達(dá)標(biāo)是非常重要的 [1]。MATLAB simulation長春理工大學(xué) 本科 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 目錄 摘 要 ............................................................... I Abstract........................................................... II 第 1 章 緒論 ......................................................... 1 選題的背景及意義 .............................................. 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................ 1 本次設(shè)計(jì)的目的 ................................................ 2 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 ................................................ 2 第 2 章 過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的組成與對象特性 ......................... 3 過熱器的分類及基本結(jié)構(gòu) ........................................ 3 過熱器的分類 .............................................. 3 過熱器的基本結(jié)構(gòu) .......................................... 4 鍋爐過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 ................. 5 過熱器一級減溫控制系統(tǒng) .................................... 5 過熱器二級減溫控制系統(tǒng) .................................... 6 過熱蒸汽溫度控制對象的動靜態(tài)特性 ............................. 7 靜態(tài)特性 .................................................. 7 動態(tài)特性 .................................................. 8 過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)的概念和方法 ................................ 10 從蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)汽溫 ......................................... 11 煙氣側(cè)調(diào)節(jié)汽溫 ........................................... 11 第 3 章 過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的基本方案 .............................. 13 PID 控制器 .................................................. 13 比例積分微分（ PID）調(diào)節(jié)器 ................................ 13 PID 參數(shù)整定方法 ......................................... 14 串級溫度控制系統(tǒng) ............................................ 15 串級溫度控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及原理 ......................... 15 串級溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................... 16 串級溫度控制系統(tǒng)的整定 ................................... 18 串級溫度控制系統(tǒng)的仿真 ................................... 21 導(dǎo)前微分控制系統(tǒng) ............................................ 22 導(dǎo)前微分控制系統(tǒng)的組成及原理 ............................. 22 導(dǎo)前微分控制系統(tǒng)的分析 ................................... 23 長春理工大學(xué) 本科 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 導(dǎo)前微分控制系統(tǒng)的整定 ................................... 24 導(dǎo)前微分控制系統(tǒng)的仿真 ................................... 26 兩種自動控制系統(tǒng)的比較及控制方案選擇 ........................ 27 第 4 章 主蒸汽溫度控制系統(tǒng)的改進(jìn)與仿真 .............................. 29 Smith 預(yù)估補(bǔ)償器 ............................................. 29 改進(jìn)型史密斯預(yù)估器 ........................................... 32 帶有改進(jìn)型 Smith 預(yù)估器的主蒸汽溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 ......... 34 第 5 章 結(jié) 論 ...................................................... 37 參考文獻(xiàn) ........................................................... 38 致 謝 ............................................................. 39 附 錄 ............................................................. 40 長春理工大 學(xué) 本科 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 選題的 背景 及意義 鍋爐的過熱蒸汽溫度是工業(yè)蒸汽鍋爐安全，穩(wěn)定運(yùn)行的重要指標(biāo)之一。 cascade control system。通過使用該系統(tǒng)，可以使得鍋爐過熱器出口蒸汽溫度在允許的范圍內(nèi)變化，并保護(hù)過熱器營壁溫度不超過允許的工作溫度 。過熱蒸汽溫度的穩(wěn)定對機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行非常重要，所以對其控制有較高的要求。 以上承諾的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)！ 作 者 簽 名： 年 月 日長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) Ⅰ 摘 要 過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)是單元機(jī)組不可缺少的重要組成部分，其性能和可靠性已 成為保證單元機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性的重要因素。 3． 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對侵犯任何方面知識產(chǎn)權(quán)的行為，由本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 鍋爐過熱蒸汽的溫度控制 Temperature Control of Superheated Boiler Steam 長春理工大學(xué) 本科 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)原創(chuàng)承諾書 1． 本人承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)《 鍋爐過熱蒸汽的溫度控制 》，是認(rèn)真學(xué)習(xí)理解 學(xué)校的《長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 工作條例 》后，在教師的指導(dǎo)下，保質(zhì)保量獨(dú)立地完成了任務(wù)書中規(guī)定的內(nèi)容，不弄虛作假，不抄襲別人的工作內(nèi)容。 2． 本人在畢業(yè)設(shè)計(jì)中引用他人的觀點(diǎn)和研究成果，均在文中加以注釋或以參考文獻(xiàn)形式列出，對本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均 已在文中注明。 4． 本人完全了解學(xué)校關(guān)于保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交論文和相關(guān)材料的印刷本和電子版本；同意學(xué)校保留畢業(yè)設(shè)計(jì)的復(fù)印件和電子版本，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或其他復(fù)制手段保存畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以公布其中的全部或部分內(nèi)容。過熱蒸汽溫度較高時(shí)，機(jī)組熱效率則相對較高，但過高時(shí)，汽機(jī)的金屬材料又無法承受，氣溫過低則影響機(jī)組效率。但是由于過熱蒸汽溫度是一個(gè)典型的大遲延、大慣性、非線性和時(shí)變性的復(fù)雜系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)采用串級控制以提高系統(tǒng)的控制性能，在系統(tǒng)中采用了主控 串級控制的切換裝置，使系統(tǒng)可以適用于不同的工作環(huán)境。 關(guān)鍵詞 ：過熱蒸汽溫度 串級控制系統(tǒng) Smith 預(yù)估器 MATLAB 仿真 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) Ⅱ Abstract The superheated steam temperature control system is an important and indispensable unit aircrew part, its performance and reliability has bee ensure safety and economic behavior of the unit aircrew important factors. The superheated steam temperature is higher, the thermal efficiency is relatively high, but is high, the metal materials and the turbine unable to bear, the temperature is too low will influence the unit efficiency. The superheated steam temperature stability of the unit safe and economic operation is very important, so for the control have higher requirements. But because the superheated steam temperature is a typical timedelayed, large inertia, nonlinear and changeable plex system, this design USES the cascade control in order to improve the control performance of the system, in the system by the mastercascade control of switching device, make the system can be used in different working environment. By using this system, can make the boiler overheating export steam temperature in allowed within the scope of the change, and the protection of superheater wall temperature not more than allow the camp of working temperature. Key words: the superheated steam temperature。 Smith predictor。溫度過高，會使蒸汽帶水過多，汽水分離差，使后續(xù)的過熱管壁結(jié)垢，傳熱效率下降，過熱蒸汽溫度下降，影響生產(chǎn)和安全；溫度過低又將破壞部分水冷壁的水循環(huán)還不能滿足工藝要求，嚴(yán)重時(shí)會引起爆炸。 過熱蒸汽的溫度一般可以看作是多容分布參數(shù)的受控對象，其動態(tài)特性描述可用多容慣性環(huán)節(jié)表示，該對象具有明顯的滯后特性 。在這些因素的共同作用下，過熱汽溫對象除了具有多容、大慣性、大延遲的特性之外，往往還表現(xiàn)出一定的非線性和時(shí)變特性，因此，過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)是鍋爐各項(xiàng)控制系統(tǒng)中較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)之一。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著自動化技術(shù)與電子技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)