制技术在火力发电厂中应用的深度与广度与日俱增而逐步发展起来的。电厂热工自动化水平的高低是衡量电厂生产技术的先进与否和企业现代化的重要标志。其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制，在不需要操作人员干预的情况下，可以很好的完成生产过程中的给水及水位控制，大大提高了生产效率。汽包锅炉给水控制系统的任务是使给水量适应锅炉蒸发量，并使汽包中水位保持在定的范围内。只有保证汽包水位的波动在允许范围内，才能实现机组安全经济运行。因此，汽包水位是影响整个机组安全经济运行的重要因素，所以就要有套较好的控制方案，来实现汽包水位的控制。从传统的控制方式来看，它们要么系统结构简单成本低，却不能有效的控制锅炉汽包虚假水位现象，要么能够在定程度上控制虚假现象，系统却过于复杂，成本投入过大。目前工业控制急需种系统简单，并且能够控制虚假水位，具有高性价比的控制系统。汽包锅炉的给水调节系统有三种基本结构单冲量调节系统结构单级三冲量调节系统结构串级三冲量调节系统结构，低负荷阶段，由于疏水和锅炉排污等因素的影响，给水和蒸汽流量存在着严重的不平衡，而且流量太小时，测量误差大，故在低负荷阶段，很难采用三冲量调节方式，般均采用单冲量调节方式。负荷达到定值以上时，疏水和排污阀逐渐关闭，汽水趋于平衡，流量逐渐增大，测量误差逐渐减小，这时原则上可采用三冲量调节方式。但由于单级三冲量调节系统要求蒸汽流量和给水流量信号在稳态时必须相等，否则汽包水位存在静态偏差，而且由于测量装置及变送器的误差等因素的影响，实际上现场这两个信号在稳态时，经常难以做到完全相等，而且单级三冲量调节系统个调节器参数整定需兼顾的因素多。因此单级三冲量事实上般也难以采用。串级三冲量调节方式，采用主副两个调节器。两调节器任务分工明确，整定相对容易，而且不要求稳态时给水流量信号与蒸汽流量信号完全相等，易于得到较好的调节品质，因此现场多采用此控制方式。在串级控制系统中，参数的整定过程中，她给我提供了大量的资料，并进行耐心细致的指导，在对我的设计思路仿真实验和结果上都提出了很好的建议，为我能够及时完成设计提供了莫大的帮助。在整个过程中对我提出的问题都耐心解答，她的这种敬业精神值得我们这些即将走向工作岗位的每个人学习，在此，再次向胡琳静老师表示敬意和感谢。最后，十分感谢论文评审组的各位教授老师，感谢你们在百忙之中，抽出宝贵的时间，提出你们宝贵的意见，谢谢,目录引言第章第章给水控制系统的动态特性锅炉给水控制系统的任务给水控制对象和各种扰动下水位变化的动态特性给水控制对象的动态特性各种扰动下水位的动态特性第二章给水自动控制系统的基本要求和基本结构给水控制系统的基本要求给水控制系统的基本结构及分析单冲量给水控制系统控制系统的参数整定方法广义频率特性法工程整定法调节器的选取参数整定及仿真单冲量调节系统的参数整定及仿真串级三冲量调节系统的参数整定整个系统和各种扰动量下的结构图和仿真图结论参考文献谢辞前馈反馈三冲量给水控制系统串极三冲量给水控制系统分析第三章给水控制系统的无扰切换测量信号的自动校正水位信号的压力校正过热蒸汽气流信号的压力温度校正给水流量信号的温度校正给水控制系统的切换给水流量测量装置切换系统大小给水调节阀门的切换系统的无扰切换第四章系统的参数整定及仿真时，研究系统的动态性能才有意义。从图可看出，系统能够收敛于固定值，所以我们计算下图的性能指标。图主回路仿真图从图可知延迟时间响应曲线第次到达其终值半所需的时间上升时间响应从终值上升到终值所需的时间峰值时间响应超过其终值到达第个峰值所需的时间调节时间响应到达并保持在终值内所需的时间超调量响应的最大偏离量与终值的差与终值比的百分数，即从求得的性能指标看，参数修改后的系统性能要更好。外扰下的仿真分析下面对整个系统进行仿真实验，并分析在各种扰动下系统的稳定性。图和分别为在给水流量扰动下，系统的结构图和仿真图，从物质平衡的观点来看，加大了给水量，水位应该立即上升，但实际上并不是这样，而是经过段迟延，甚至先下降后再上升，而仿真曲线说明了系统在克服了给水量扰动下的水位变化特性，系统在给水流量扰动下能回到期望水位，这里表示给水流量扰动下的相对水位所以系统的的性能良好。图给水流量扰动下的结构图图给水量扰动下的水位变化仿真图图和图分别为在蒸汽流量扰动下的结构图和仿真图，由仿真曲线可以看出，系统在蒸汽流量扰动下存在虚假水位现象被很好的克服。产生虚假水位的原因是由于负荷增加时，在汽水循环回路中的蒸发强度也将成比例的增加，水面下汽泡的容积增加得也很快，此时燃料量还来不及增加，汽包中汽压下降，汽包膨胀，使汽泡体积增大而水位上升，同给水扰动样，在经历了段的波动后，回到了期望值，并逐渐趋于平稳。图蒸汽流量扰动下的结构图图蒸汽流量扰动下水位变化仿真图串级三冲量系统的结构图如图所示图串级三冲量系统的结构图串级三冲量系统的仿真图如图所示图串级三冲量系统仿真图从图中我们可以看出，系统能够很快的稳定于期望的值，并且波形符合波半，系统的稳定性很好，说明参数整定合理，符合设计要求。仿真结果分析在上述的设计与仿真中，主回路是用于校正水位偏差的，副回路的作用则是快速消除内扰，前馈通路用于补偿外扰，克服虚假水位现象。在串级三冲量给水控制系统中给水流量扰动是内扰，串级三冲量给水控制系统中主调节器的任务是校正水位，这比单级三冲量给水控制系统的工作更为合理。当水位发生扰动时，汽包水位变化，系统立刻通过水位变送器将非常平稳。通过系统在校正前后的各项性能指标的比较可以得出加入比例积分调节器的控制系统，系统的稳态误差趋于零，消除了静差，但同时却降低了原有系统的稳定性。在控制理论中我们知道，比例带增加时，系统的开环传递函数的放大系数减小，系统的稳定性提高。反之，系统的稳定性降低。因此，为了获得更好的控制效果在实际整定中适当地增大了比例带。本文在设计时由于设计者能力有限，难免有些漏洞，希望各位老师指出，我将虚心的接受并加以改进。参考文献李遵基热工自动控制系统北京中国电力出版社胡寿松自动控制原理北京科技出版社张玉铎，王满稼热工自动控制系统北京水利水电出版社顾晓东，徐耀文电厂热工过程自动调节北京电力工业出版社刘吉臻协调控制与给水全程控制北京中国电力出版社薛定宇控制系统计算机辅助设计北京清华大学出版社黄忠霖控制系统计算机仿真北京国防工业出版社王加璇，姚文达电厂热力设备及其运行北京中国电力出版社吴永生热工测量及仪表北京中国电力出版社张法文直流炉单元机组自动调节系统北京水利电力出版社涂健控制系统的数字仿真与计算机辅助设计武汉华中理工大学出版社陈学俊，陈听宽锅炉原理北京机械工业出版社陈哲现代控制理论基础北京冶金工业出版社戴文进，章卫国自动化专业英语武汉武汉理工大学出版社