内容发布更新时间 : 2024/12/23 5:33:43星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

华北电力大学过程控制课程设计 此该系统选用这种控制方案。

4、控制方案设计及仿真 4.1控制方案最终设计

考虑蒸汽流量的扰动造成“虚假水位”的影响，在蒸汽扰动上引入前馈微分补偿环节。微分作用具有预测的功能，所以蒸汽流量信号引入微分后，这样动态补偿可以获得较好的效果。即前馈—反馈—串级复合控制系统。该三冲量控制系统包含给水流量控制回路和汽包水位控制回路两个控制回路以及一个蒸汽流量前馈通道，实质上是蒸汽流量前馈与水位－流量串级系统组成的复合控制系统。串级控制系统的主参数是汽包水位，副参数是给水流量，主调节器是液位流量调节器，副调节器是给水流量调节器。

在机组负荷小于30%时，采用单冲量，等于30%时，切换为三冲量。

4.1.1控制系统控制结构（visio作图）

汽包变频器省煤器FCFT过热器水冷壁∑HCHTFCFT 图4.1控制系统控制结构

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4.1.2控制原理图

给定液液 位 调节 器 给 水 流 量 调 节 给 水 流量 变 送器 液 位 变送 器 变 频 电 机 蒸汽流蒸汽流 量变送器 前 馈 调节 器 给水流液位 汽 包 蒸汽管道 图4.2 控制原理图 4.1.3控制系统方框图

DMd Nd(s) Gd(s) W H PID2(S) Hr PID1(S) Gw(s) Mw Mh Gp(s)

图4.3 控制系统方框图

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其中

其中Md、Mw、Mh分别表示蒸汽流量测量变送器、水位测量变送器、给水流量测量变送器的系数，Gw(S)、Gp(S)、Gd(S)分别表示给水阀扰动动态特性、汽包动态特性、蒸汽扰动动态特性。其中，由老师给出的参考资料看：

Gd（s）?0.0170.5821.351.75 Gp(s)? Gw(s)? ?s(1?36s)1?15.3ss1?0.3sMd、Mw、Mh的大小与具体系统中使用的测量变送器的硬件结构有关，选用不同的测量变送器，系数是不一样的，为了系统仿真，取 Md=0.065、Mw=0.085、Mh=0.01；

D0.065 Gd(s) Nd(s) W H PID2(S) Hr PID1(S) Gw(s) 0.085 Gp(s) 0.01

?其中：Gd（s）Gp(s)? 图4.4 系统整定方框图

0.5821.35?

1?15.3ss0.017

s(1?36s)Gw(s)?1.75

1?0.3s 17

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4.1.4控制系统SAMA图

给水流量FTFTFTLT汽包水位LTLTFT蒸汽流量FTFTAIFCAIFC中值选择AIFCAILCAILC中值选择AILCAIFCAIFC中值选择AIFC7f（x）f（x）f（x）去本页去本页1去本页2去本页3+-∑-△-+6H/L△+KTTR> <∑自本页+-△KTTR> <4去本页6自本页去本页AO-H/L△+AIZTF(x)给水阀自本页自本页自本页自本页自本页1给水流量信号故障水位信号故障蒸汽流量信号故障阀位偏差过大水位偏差过大OR52OR34去本页7图4.5 控制系统SAMA图

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4.2仿真实验

（1）副回路参数整定

由于该设计采用了串级控制方式，首先应该从副回路开始对流量调节器进行参数整定，然后由内而外，再对主回路水位调节器进行参数整定，通过两步整定的方法完成系统的参数整定。

由于副回路调节器的任务是快速动作以消除进入副回路的扰动，而且副参数并不要求无差，所以选用P调节器就可以满足要求了。

先断开主回路、前馈回路，单独整定副回路，利用衰减曲线法，不断调整整定值，由于副回路中减温水扰动的动态特性为一节惯性环节，适当改变P的取值，使响应延迟时间较小，闭环增益基本无差，仿真时间为10s，得到P2=25； 仿真图结构图与仿真曲线如图所示：

图4.5 副回路仿真结构图

图4.6 副回路仿真图

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