鍋爐控制系統的設計仿真畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 燃燒。本章小結本章介紹了常規PID比值控制系統的缺陷，通過對交叉限幅比值控制原理的分析可知，將交叉限幅比值控制應用于風煤比控制能取得很好的控制效果，同時將溫度PID控制引入交叉限幅比值控制系統中，既保證了系統的“定燒”同時又能使系統溫度穩定在一定的范圍內。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用軟件。它是由Matrix（矩陣）Laboratory（實驗室）的前三個字母組成的。MATLAB語言是由美國NewMexico大學的Cleve Mole于1980年開始開發的。大部分工具箱是面向控制和相關學科，隨著MATLAB不斷發展，其他領域也開始涉及。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語言善長于數值計算，數據處理功能十分強大，而且效率比較高。在此基礎上開拓了符號計算、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值計算軟件。 汽包水位控制MATLAB仿真 由第3章分析我們確定汽包水位被控對象的數學模型為：,汽包水位傳遞函數：,，給水流量信號及蒸汽流量信號變送器的比例系數為：，調節閥的比例系數為：。建立仿真框圖為 三沖量汽包水位控制系統仿真框圖控制器參數為Kp=，Ti=，Td=40，仿真結果如下圖所示。由仿真結果顯示，是三沖量控制系統控制效果最好。 汽包水位控制仿真結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響應滯后，且水位出現了“虛假水位”現象，雙沖量控制其超調量過大，當給水系統發生改變時，其響應也滯后。由圖可知，三沖量控制系統控制效果最好。 爐膛負壓控制仿真爐膛負壓控制采用前饋PID控制，爐膛負壓系統在進行仿真過程中各環節的傳遞函數為爐膛負壓模型傳遞函數為，送風干擾通道傳遞函數為。建立仿真框圖如下 爐膛負壓控制系統仿真框圖設定PID控制器參數如下：KP=8，Ti=，Td=30，得到仿真結果如下圖所示 爐膛負壓控制仿真結果仿真結果顯示，該控制系統能及時響應，時間常數小，有很好的控制效果。 最優風煤比控制仿真根據溫度串級控制框圖，假設風煤比，鼓風機傳遞函數為，,煤漿機傳遞函數為，,鍋爐對象的傳遞函數為。建立仿真框圖為： 溫度串級控制仿真框圖在該控制中，由于微分信號引入了高頻干擾，因此，主控制器沒有微分項，主控制器參數為Kp=5，Ti=，Td=0，風量PID控制器參數為Kp=4，Ti=，Td=10，進料PID控制器參數為Kp=5，Ti=，Td=20，仿真結果如下圖所示。 溫度串級控制仿真結果仿真結果顯示，“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。本章小結本章對MATLAB軟件做了簡單的介紹，對汽包水位控制系統、爐膛負壓控制系統、風煤比控制系統進行了仿真，通過仿真結果顯示，將三沖量控制應用于汽包水位控制、前饋PID控制應用于爐膛負壓控制、在交叉限幅比值控制中引入溫度PID串級控制應用于風煤比控制都取得了較好的控制效果。結論通過本文我們對鍋爐系統有了比較全面的認識，鍋爐系統具有參數時變、嚴重非線性、干擾因素復雜等特點，是典型的復雜熱工系統。本文分析了鍋爐汽包水位系統，對鍋爐汽包水位進行了動態分析，對汽包水位控制的幾種方案進行了對比分析，確定了采用三沖量的控制方案。三沖量控制系統具有控制品質最好，能有效地滿足系統對快速性、穩定性、準確性的要求。能有效地避免“虛假水位”現象。對爐膛負壓系統，由于其控制對象時間常數較小，延遲不明顯，也不是高階對象，控制系統需要對干擾及時作出響應，因此，確定了爐膛負壓系統采用前饋PID控制方案。該方案對于鼓風干擾對象能及時有效的作出響應，滿足爐膛負壓控制的要求。分析了常規比值控制在風煤比控制的缺陷，介紹雙閉環交叉限幅比值控制的原理，將其應用于風煤比控制，實現了送風量和進料量的相互跟蹤，取得了很好的控制效果，在此基礎上引入溫度PID串級控制，既實現了鍋爐系統“定燒”，又實現了對溫度的控制。本文由于時間緊迫，同時也由于知識有限，對每個控制系統都是分割開來單獨考慮，沒有考慮其相互間的關系。 參考文獻[1] [D].福州大學，2003[2] 王曉燕．多變量解耦內模控制在鍋爐燃燒系統中的應用研究[D].青島科技大學碩士學 位論文，2008：12[3] 王善武．中國工業鍋爐行業現狀分析及前景展望[J]．工業鍋爐，N0．1，2004．[4] 張福安．工業鍋爐計算機控制技術[J]．科技情報開發與經濟，2004，14(4)：126．127．[5] [D].蘭州理工大學碩士學位論文,2009[6] 朱傳標．工業鍋爐技術基礎[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．化學工業出版社，2006：114119[10] 楊正進．工業鍋爐汽包水位單沖量仿人智能控制的研究及應用[M]．重慶：重慶大學，2002，31～45．[11] [D].內蒙古大學碩士學位論文,2008[12] 張亮明，夏桂娟．工業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．鍋爐燃燒理論與應用[M]．上海交通大學出版社，1999．[14] 李貴娥，麻紅昭，張偉， 應用[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[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。從課題選擇到具體的習作過程，無不凝聚著譚老師的心血和汗水，他在百忙之中抽出大量的時間來指導我們，在我的畢業論文寫作期間，譚老師為我提供了種種專業知識上的指導和一些富于創造性的建議，使我順利完成畢業論文，在此向譚老師表示深深的感謝。另外，論文的順利完成離不開其他各位老師、同學和朋友的關心和幫助。他們積極的幫助我查資料和提供有利于論文寫作的建議和意見，在此衷心得向他們說聲“謝謝”。最后感謝我的父母給予我生命，給予我上大學的機