度控制系统串级控制系统的特点采用串级调节系统的条件串级调节系统需满足如下两个条件串级调节系统的分析过热蒸汽控制系统的控制策略的设计串级控制系统主副回路确定导前微分控制系统西北工业大学明德学院本科毕业设计论文导前微分控制系统的组成及原理导前微分控制系统的分析导前微分控制系统的整定两种汽温自动控制系统的比较第四章过热蒸汽温度控制系统的设计系统控制参数的确定主变量的选择副变量的选择操纵变量的选择执行器的选择控制仪表的选择串级控制系统主副回路和主副调节器选择控制器选择第五章基于的系统仿真电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统的建模机理法测试法阶跃响应法控制器原理控制器简介控制系统控制参数的整定及方法控制参数的整定简介控制参数整定方法电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统的仿真被控对象的仿真模型串级控制系统的仿真致谢参考文献西北工业大学明德学院本科毕业设计论文毕业小结西北工业大学明德学院本科毕业设计论文绪论毕业设计的选题意义蒸汽温度是锅炉安全高效经济运行的主要参数，因此对蒸汽温度控制要求严格。过高的蒸汽温度会造成过热器，蒸汽管道及汽轮机因过大的热应力变形而毁坏蒸汽温度过低，又会引起热效率降低，影响经济运行。锅炉控制现场环境恶劣，采用传统的基于模拟技术的控制器仪器仪表或单片机，不仅结构比较复杂，效率比较低，而且可靠性也不高。本次课设设计的主要考虑部分是锅炉蒸汽温度控制系统的设计。蒸汽过热系统包括级过热器减温器二级过热器。锅炉汽温控制系统主要包括过热汽和再热蒸汽温度的的调节。主要蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行时非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度的最高点，过热蒸汽温度过高或是过低，对锅炉运行及蒸汽设备是不利的。蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以至烧坏过热器的高温段，严重影响安全。般规定过热器的温度与规定值的暂时偏差不超过摄氏度，长期偏差不超过摄氏度。如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，同时使汽轮机后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片磨损。据估计，温度每降低摄氏度，热经济性将下降约且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽温度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。般规定过热气温下限不低于其额定值摄氏度。通常，高参数电厂都要求保持过热汽温在摄氏度的范围内。由于汽温对象的复杂性，给汽温控制带来许多的困难，其主要难点表现在以下两个方面由于过热器是个多容且延迟较大的惯性环节，设备结构设计与控制要西北工业大学明德学院本科毕业设计论文求存在很多矛盾，所以影响汽温变化的因素很多，例如，蒸汽量减温水给水量烟气侧的过剩空气系数和温度等都可能引起汽温变化。随着机组容量和参数的增加，蒸汽的过热受热面的比例加大，使其延迟和惯性更大，从而进步加大了汽温控制的难度。毕业设计的任务和要求通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和专业理论加深理解，掌握工业生产过程控制系统设计和仿真的基本方法，培养开展设计工作的能力。要求在毕业设计中分析研究火力发电厂锅炉蒸汽温度控制要求，特点及控制系统设计方法，充分理解课题意义，设计电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统，达到要求的主要技术指标开展控制系统方案论证，并建立系统数学模型，进行温度控制系统分析查找相关资料，设计串级控制系统控制规律，并进行参数整定在完成基本设计的基础上，进行数学仿真，并验证设计撰写毕业设计论文。主要技术指标机组锅炉过热蒸汽温度保持在在减温水流量变化时，锅炉过热蒸汽温度控制系统能稳定运行，衰减系数过程动态性能指标为温度波动最大偏差不超过过渡过程时间不大于锅炉稳定运行时，过热蒸汽温度应在给定值的范围内西北工业大学明德学院本科毕业设计论文第二章生产工艺概述锅炉生产工艺简介锅炉是过程工业中必不可少的动力设备。它所产生的蒸汽不仅可提供生产过程作为热源，而且还可以作为蒸汽透平达到快速敏捷，又可达到平稳准确，只要三项作用的强度配合适当，便可得到满意的调节效果。它的传递函数为西北工业大学明德学院本科毕业设计论文控制系统图控制系统结构图控制器是种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，即将偏差的比例积分微分通过线性组合构成控制量，对过程对象进行控制，故称为控制器。控制规律为或以传递函数形式表示其中比例系数,积分时间常数微分时间常数控制参数的整定及方法控制参数的整定简介过程控制器采用的控制器通常都有个或多个需要调整的参数和调整这些参数的相应机构如旋钮开关或相应设备。通过调整这些参数使控制器特性比例积分微分被控对象西北工业大学明德学院本科毕业设计论文与被控过程特性配合好，获得满意的系统静态与动态特性称为控制器参数整定。由于人们在参数调整中，总是力图达到最佳的控制效果，所以常称最佳整定，相应的控制器参数称为最佳参数整定。衡量控制器参数是否最佳，需要规定个明确的反应控制系统质量的性能指标，般分为稳态指标和动态指标。需要指出的是，不同生产过程对于控制过程的品质要求不完全样，因而对系统整定性能指标的选择有较大的灵活性。作为系统整定的性能指标，它应能综合反映系统控制质量，同时又便于分析与计算。控制参数整定方法控制器参数的整定方法很多，归纳起来可分为两大类，理论计算整定法与工程整定法。顾名思义，理论计算整定法是在已知过程的数学模型基础上，依据控制理论，通过理论计算来求取最佳整定参数而工程整定法是根据工程经验，直接在过程控制系统中进行的控制器参数整定方法。由于无论是用解析法或实验法求取的过程数学模型都只能近似反映过程的动态特性，因而理论计算所得到的整定参数值可靠性不够高，在现场使用中还需进行反复调整。相反工程整定法虽未必得到最佳整定参数，但由于其不需知道过程的完整数学模型，使用者不需要具备理论计算所必须的控制理论知识，因而简便实用，易于被工程技术人员所接受并优先使用。下面将介绍本次设计中在现场调试调节器参数时所采用的种整定方法，现场经验整定法。这种方法是人们在长期的工程实践中，从各种控制规律对系统控制质量的影响的定性分析中总结出来的种行之有效，并且得到广泛运用的工程整定方法。经验法若将控制系统液位流量温度和压力等参数来分类，则属于同类别的系统，其对象往往比较接近，无论是控制器形式还是所整定的参数均可相互参考。表为经验法整定参数的参考数据，在此基础上，对调节器的参数作进步修正。若需加微分作用，微分时间常数按计算。西北工业大学明德学院本科毕业设计论文表经验法整定参数系统参数温度流量压力液位临界比例度法这种整定方法是在闭环情况下进行的。设∞使调节器工作在纯比例情况下，将比例度由大逐渐变小，使系统的输出响应呈现等幅振荡，如图所示。根据临界比例度和振荡周期，按表二所列的经验版式，求取调节器的参考参数数值，这种整定方法是以得到衰减为目标。图具有周期的等幅振荡图西北工业大学明德学院本科毕业设计论文阻尼振荡法衰减曲线法表临界比例度法整定调节器参数闭环系统中，先把调节器设置为纯比例作用，然后把比例度由大逐渐减小，加阶路扰动观察输出响应的衰减过程，直至出现图所示的衰减过程为止。这时的比例度称为衰减比例度，用表示之。相邻两波峰间的距离称衰减周期。和，运用表三所示的经验公式，就可计算出调节器预整定的参数值。图衰减曲线法图调节器参数调节器名称西北工业大学明德学院本科毕业设计论文表阻尼振荡法计算公电厂锅炉蒸汽温度串级控制系统的仿真被控对象的仿真模型单回路控制系统结构简单投资少即使成熟操作维护也比较方便，在生产过程控制中得到广泛应用。为了设计好个单回路控制系统，并使控制系统的动态和静态性能指标均达到要求值，就必须很好地了解具体的生产工艺合理的选择被控参量和操纵变量正确的选择控制阀的形式及其流量特性正确的选择控制器的类型和控制器的参数等。串级控制系统必须合理地进行设计，才能使串级控制系统的优越性得到充分的发挥。串级控制系统的设计包括主副回路选择，主副控制器控制规律设计和主副控制器的正反作用方式的确定等。串级控制系统对进入副回路的二次干扰具有很强的克服能力。为此，再设计系统时应把变化剧烈幅值大的干扰包括在副回路中，并且把副回路放大系数整定的应大些，会使干扰在影响到主变量之前经副回路的超前快速有力地抑制将干扰对系统的影响降到最低。调节器参数调节器名称西北工业大学明德学院本科毕业设计论文串级控制系统的仿真主控对象数学模型为，副控制对象的数学模型为，控制器采用控制规律对系统进行仿真研究。副控制器选择作用，主控制器选择作用，整定串级控制器的参数为最佳值，同样是的设定值扰动。,图串级控制系统的阶跃响应曲线西北工业大学明德学院本科毕业设计论文串级控制系统的仿真框图串级控制系统的阶跃响应曲线对于串级控制系统，在系统稳定运行大约后，图加幅值为设定值的二次阶跃扰动信号，系统的响应曲线如图所示，此时系统的调节时间大约为。,西北工业大学明德学院本科毕业设计论文图仿真框图扰动信号单独作用下的输出曲线设定值和扰动同时作用下的输出曲线副控制器选择作用，主控制器选择作用，同样，整定串级控制器的参数为最佳值，同样是的设定值扰动。西北工业大学明德学院本科毕业设计论文图仿真框图从上面的仿真曲线可以看出第二组串级控制系统有较好的控制效果。将选择第二组作为最终结果。西北工业大学明德学院本科毕业设计论文致谢首先，我要衷心感谢我的指导老师金文凯老师，没有他的悉心指导，我也不会这么顺利的完成我的毕业设计。其次，我要感谢我的母校，四年来，在母校的栽培下，使我顺利的完成了学业，并且给我的学生时代划上了完美的句点。最后，我要感谢我的父母，是他们的无私奉献供养了我上大学，我才会有今天的成绩，衷心的感谢他们,本次毕业设计从接到任务书，就在金文凯老师的悉心指导下，还有我自己的查阅资料，我了解到了串级控制的作用，还有控制的作用，也知道了软件使得工程应用变得更加快捷和方便。同时了解综合应用过程控制理论以及近年来兴起的仿真技术计算机远程控制组态软件，设计了锅炉温度串级控制系统。从而步步的顺利完成任务。在此过程当中，我学到了很多有用的东西，让我把