课程设计报告
(2011 2012 年度第 1学期)
名 称：程控制课程设计
题 目：锅炉蒸汽温度控制系统
院 系：动化
设计周数：1周
姓名
学号
分工
成绩
成员
控制方案设计
控制系统仿真
SAMA图绘制
总结撰写报告
日期： 2011年 X月X日
程控制课程设计
务 书
目求
程控制课程设计程控制课程重组成部分通实际工业程象控制方案选择控制功设置工程图纸绘制等基础设计设计说明撰写培养学生基控制系统工程设计力创新意识完成工程师基技训练
二 容
1．根控象进行分析确定系统动控制结构出控制系统原理图
2．根确定控制设备测量取样点调节机构绘制控制系统工艺流程图（PID图）
3．根确定动化水系统功选择控制仪表完成控制系统SAMA图（包括系统功图系统逻辑图）
4．设计系统进行仿真试验进行系统整定
5．编写设计说明书
三 进度计划
序号
设计(实验)容
完成时间
备注
1
达务查找资料
周周二
2
制定控制方案绘制控制系统SAMA图
周二周三
3
仿真试验撰写设计说明
周三周四
4
答辩
周五
四 设计（实验）成果求
1． 绘制设计热工控制系统SAMA图
2． 根已象MATABL进行控制系统仿真整定印整定效果曲线
3． 撰写设计报告
五 考核方式
提交设计报告答辩
学生姓名：****
指导教师：****
2011年 X月X日
课程设计(综合实验)目求
11 实验目
影响热蒸汽温度扰动三种：蒸汽流量（负荷）扰动烟气热量扰动（燃烧器运行方式燃料量变化风量变化等）减温水流量扰动次课程设计目通控制锅炉减温水流量维持热器出口蒸汽温度允许范围保护热器壁温度超允许工作温度
12 实验求
（1）控象动态特性分析
（2 选择控制系统控制结构画控制原理图
（3）选择测点调节机构画控制系统工艺流程图
（4）选择控制仪表画SAMA图（标出调节器作方）
（5）根控制原理图进行控制系统仿真实验控制器参数整定
二 设计（实验）正文
蒸汽温度动控制包括热蒸汽温度动控制热蒸汽温度动控制某确定机组热蒸汽温度动控制系统热汽温动控制系统针机组具体特点设计般言汽温控制系统种类较特点
1热蒸汽温度控制务
热汽温锅炉汽水通道中温度高方热器材料耐高温合金材料正常运行时热器温度般接材料允许极限温度热蒸汽温度偏高仅会烧坏热器时会蒸汽道汽轮机汽门调节阀汽缸前级喷嘴叶片等部件机械强度降低影响机组安全热蒸汽温度低会降低机组热效率时会汽轮机末级蒸汽湿度增加加速叶片侵蚀热蒸汽温度波动会材料产生疲劳危机组安全运行
保证机组安全济运行热蒸汽温度必须加精确控制热蒸汽温度控制务维持热器出口蒸汽温度允许范围般求热蒸汽温度定值偏差超士5℃甚更控制蒸汽温度手段热器安装喷水减温器带定冷度水喷控制蒸汽温度
亚界锅炉汽温度设计值般540℃左右超界锅炉汽温度设计值560~570℃左右超超界锅炉汽温度设计值600℃左右样传热象采控制作显较迟延惯性达样温度偏差容易
2控象特性分析
21热汽温控制象静态特性
根传热方式分：热器分流式辐射式半辐射式热器三种热器蒸汽流量蒸汽温度影响图1示：
图2
图1
22热汽温控制象动态特性
引起热蒸汽温度变化素分三类蒸汽负荷扰动烟气侧扰动减温水侧扰动蒸汽负荷扰动蒸汽流量烟气侧扰动包括燃料成份受热面清洁变烟气流量火焰中心位置燃烧器运行方式等等减温水侧扰动减温水流量减温水温度等烟气侧扰动动态特性蒸汽负荷扰动类似汽温响应较快作控制汽温手段热汽温控制中普遍采
（1）蒸汽流量（负荷）扰动
流式热器例蒸汽流量D产生阶跃扰动热汽温θ变化响应曲线图2示传递函数（11）表示特点：迟延惯性衡力 τTD均较
（11）
（2）烟气热量扰动
烟气热量Qy（烟气温度流速变化）产生阶跃扰动热汽温θ变化响应曲线图3示传递函数（13）表示特点：迟延惯性衡力迟延时间约：1020s惯性时间常数：<100s
图3
图4
（13）
（14）
（3）减温水量扰动
减温水量WB产生阶跃扰动热汽温θ 变化响应曲线图4示传递函数（14）表示特点：迟延惯性衡力（迟延较减温器位置热器道长短关）般锅炉：迟延时间：3060s惯性时间常数：>100s
3控制系统设计
31热汽温控制基方案
控制机构动作时影响汽温(控制机构扰动时汽温动态特性τTτ T应)正确选择控制汽温手段非常重目前广泛采喷水减温作控制汽温手段样满足汽温高精度求控制象控制作迟延时间τ时间常数T太果根汽温偏差改变喷水量保证汽温允许范围设计动控制系统时应该引热蒸汽温提前反映扰动补充信号扰动发生热汽温没发生明显变化时刻进行控制消扰动汽温影响效控制汽温变化电站锅炉应广泛串级热汽温控制系统采导前汽温微分信号双回路控制系统
文采串级热汽温控制系统方案
32串级控制方案证
串级控制着工业发展新工艺断出现生产程日趋强化产品质量求越越高简单控制系统已满足工艺求情况产生
图5 串级控制系统方框图
图知控制器输出副控制器定副控制器输出直接送控制阀控制器定值工艺规定定制环定值控制系统副控制器定值控制器输出提供控制器输出变化变化副环动控制系统
串级控制系统中两控制器串联工作控制器导保证变量稳定目两控制器协调致互相配合干扰副环副控制器首先进行粗调控制器进步进行细调控制质量优简单控制系统
串级控制优点
① 副回路存减象时间常数缩短控制通道控制作更加时
② 提高系统工作频率振荡周期减调节时间缩短系统快速性增强
③ 二次干扰具强克服力客服次干扰力定提高
④ 负荷操作条件变化定适应力
般说设计合理串级控制系统干扰副回路进入时偏差会较控制系统1~10便干扰回路进入偏差会缩单回路控制系统13~15果串级控制系统设计合理优越性够充分体现串级控制系统设计合理性十分重
33 系统控制参数确定
331 变量选择
串级控制系统选择变量时遵循原：条件许情况首先应量选择直接反应控制目参数变量次选择控制目某种单值应关系间接单数作变量选变量必须足够变化灵敏度
综合原系统中选择送入负荷设备出口蒸汽温度作变量该参数直接反应控制目
332副变量选择
副回路设计质量保证发挥串级系统优点关键副变量选择应遵循原：
① 应干扰更干扰落入副回路
② 应副象时间常数匹配
③ 应考虑工艺合理性性济型
综合原选择减温器热器间蒸汽温度作副变量
333操变量选择
工业程输入变量两类：控制变量扰动变量中干扰时客观存影响系统稳操作素操变量克服干扰影响控制系统重新稳定运行素操变量基原：
① 选择选定控变量影响较输入变量作操变量
② 前提选择变化范围较输入变量作控制变量便易控制
③ ①基础选择控变量作效应较快输入变量作控制变量控制系统响应较快
综合原选择减温水输入量作操变量
34 调节阀选择
系统中调节阀系统执行机构控制器定信号方改变阀开度实现调节流体流量装置
调节阀口径直接决定着控制介质流力保证系统较流通力需控制阀两端压降整线总压降中占较例
调节阀开关形式需考虑种素：
① 生产安全角度：气源供气中断调节阀出障输出等情况应该确保生产工艺设备安全发生事
② 保证产品质量：发生控制阀处源状态恢复初始位置时产品质量应降低
③ 降低原料产品动力损耗
④ 介质特点考虑
综合种素锅炉热蒸汽控制系统中调节阀选择气开阀
调节阀流量特性选择实际生产中常调节阀线性特性数特性快开特性三种系统中调节阀流量特性选择线性特性
阀门定位器选阀门定位器调节阀种辅助装置调节阀配套接受控制器信号作输入信号输出信号控制调节阀时调节阀阀杆位移反馈阀门定位器输入端构成闭环动系统阀门定位器消阀膜头弹簧稳定运动部件干摩擦提高调节阀精度性实现准确定位阀门定位器增执行机构输出功率减少系统传递滞加快阀杆移动速度阀门定位器改变调节阀流量特性
35 控制器设计
351 控制器控制规律选择
串级汽温控制系统中副回路应快消扰动汽温影响汽温起粗调作副控制器般采PPD控制器控制器作汽温起细调作应采PIPID控制器
332 控制器正反作选择
串级控制系统副控制器正反作选择序应该先副
副控制器正反作根副环具体情况决定环关副环回路构成稳定系统副环开环放系数符号必须负副环环节放倍数符号积应负设计中着调节阀开度增加减温水量增加副象减温器端蒸汽温度会降低调节阀副象作负调节阀气开阀控制作正负调节器控制作应负作
控制器正反作根环包括环节情况确定时副回路视放倍数正环节副回路动系统样根象变送器放倍数符号整环开环放倍数符号负求确定控制器正反作系统中象放倍数符号正控制器应选负作
34控制仪表选择
控制仪表类型致分电动气动电动I型II型III型单元组合仪表基仪表等常控制仪表电动II型III型串级控制系统中选仪表具体实施方案
电动III型电动II型仪表功说基相控制信号相控制II型典型信号电动III型仪表典型信号外III型仪表较II型仪表操作维护更方便简捷时III型仪表具完善踪保持电路手动切换非常方便时进行切换保证扰动设计中选电动III型仪表
电动III型仪表构成串级控制系统基方案两种：
图6 电动III型仪表组成串级控制系统方块图
该方案中采两台控制器副变量通台双笔记录仪进行记录副控制器输出控制阀接受气压信号副控制器控制阀间设置电气转换器
图7电动III型仪表组成控串级控制系统方块图
该方案较方案设置控串级控制切换开关根情况控制系统工作控方式串级控制方式
设计中采第二种方式控制系统更工作更稳定控制输出
35 系统流程方案
图8热蒸汽温度串级控制系统基结构控制系统方框图图9示
图8串级热气温调节系统工艺流程图
Gc1(s)
Gc2(s)
Gp2(s)
Gp1(s)
KzKf
m1
m
u1
u2
Wb
θ1
θ
θs
——
——
图9串级汽温控制系统结构图
串级汽温控制系统两回路
①象导前区Gp1(s)导前汽温变送器ml副控制器Gc2(s)执行器Kz喷水控制阀Kf组成副回路
②象惰性区Gp2(s)热汽温(汽温)变送器m控制器Gc1(s)副回路组成回路
导前汽温θ1喷水量变化反应汽温θ时旦导前汽温θ1发生变化副控制器Gc2改变减温水流量时消干扰汽温变化较控制器Gc1热汽温θ起校正作汽温θ偏离定值时控制器Gc1发出校正信号u1通副控制器Gc2执行机构进行控制汽温终恢复定值控制器输出u1相改变导前汽温θ1定值控制程结束时导前汽温θ1稳定原数值热汽温θ等定值
般汽温控制中导前区动态特性Gpl(s)迟延惯性整控制象GPl (s) GP2 (s)迟延惯性种情况副回路控制程回路控制程快副回路消喷水量扰动时汽温基受影响副回路动作时回路作开路回路动作时副回路作快速动例环节
4．控制系统仿真机参数整定
汽温度控制系统象
θ1
θ2
W
D
+
W ——喷水流量
θ1θ2——惰性区温度导前区温度
D ——蒸汽流量
+
（1）Matlab2011b环境应Simulink搭建系统图示
图10串级热气温调节系仿真图
（2）应两步法整定串级控制系统环系统整体响应曲线图1112示中副调节器参数分：调节器P006I00024副调节器P1592 D9209系统阶跃响应曲线超调量20衰减率约75达设计求
图11串级热气温调节系统环阶跃响应曲线
图12串级热气温调节系统整体阶跃响应曲线
（3）系统干扰测试
系统蒸汽流量5扰作响应曲线分图示
图14 5扰作系统阶跃响应曲线
图13蒸汽流量扰动系统阶跃响应曲线
通扰动测试出系统扰动具较强抑制力时惯性延时致系统较强扰动抑制效果限
5绘制SAMA图（见附录）
6总结体会
61 设计总结
设计基串级控制系统锅炉热蒸汽温度控制系统设计炉温热蒸汽良控制保证系统输出蒸汽温度稳定前提采串级控制系统回路采PID运算副回路采PD运算回路串级动控制系统采微分作延迟惯性较象调节质量较时极消控制系统工作程中种扰动系统工作良状态
热汽温串级动控制系统中热汽温串级动控制系统中副调节回路相独立投运时参数整定调试直观方便
串级动控制系统数运算较复杂运算设备求高（DCS具丰富运算功较快运算速度软硬件完全够满足算法求）
总火力发电机组中热汽温采串级动控制方案较理想
62心体会
设计综合运动控制理程控制理期周时间里收获
完成次课程设计重新温相关理课程资料查阅文献通前期准备工作基熟悉控制系统设计流程方法接课设日工作奠定基础
讨确定课题然明确成员分工丝苟开展设计期间仅动研究现理参考工程实际方案然努力设计程中遇棘手问题通查阅资料解决学讨中豁然开朗老师帮助利攻克解决问题程中相关理理解更深刻应理解决问题力更强说次课程设计工程素养幅度锻炼提高
诚挚组织指导次课程设计位老师表示感谢答辩老师衷说句：您辛苦
参考文献
[1]巨林仓 电厂热工程控制系统西安：西安交通学出版社2009
[2]夏泽中施三宝．蒸汽温度预测PID串级控制应研究[C]
[3]金慧 程控制北京：清华学出版社1993(20075重印)
附录 汽温串级控制系统SAMA图
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课程设计报告
(2011 2012 年度第 1学期)
名 称：程控制课程设计
题 目：锅炉蒸汽温度控制系统
院 系：动化
设计周数：1周
姓名
学号
分工
成绩
成员
控制方案设计
控制系统仿真
SAMA图绘制
总结撰写报告
日期： 2011年 X月X日
程控制课程设计
务 书
目求
程控制课程设计程控制课程重组成部分通实际工业程象控制方案选择控制功设置工程图纸绘制等基础设计设计说明撰写培养学生基控制系统工程设计力创新意识完成工程师基技训练
二 容
1．根控象进行分析确定系统动控制结构出控制系统原理图
2．根确定控制设备测量取样点调节机构绘制控制系统工艺流程图（PID图）
3．根确定动化水系统功选择控制仪表完成控制系统SAMA图（包括系统功图系统逻辑图）
4．设计系统进行仿真试验进行系统整定
5．编写设计说明书
三 进度计划
序号
设计(实验)容
完成时间
备注
1
达务查找资料
周周二
2
制定控制方案绘制控制系统SAMA图
周二周三
3
仿真试验撰写设计说明
周三周四
4
答辩
周五
四 设计（实验）成果求
1． 绘制设计热工控制系统SAMA图
2． 根已象MATABL进行控制系统仿真整定印整定效果曲线
3． 撰写设计报告
五 考核方式
提交设计报告答辩
学生姓名：****
指导教师：****
2011年 X月X日
课程设计(综合实验)目求
11 实验目
影响热蒸汽温度扰动三种：蒸汽流量（负荷）扰动烟气热量扰动（燃烧器运行方式燃料量变化风量变化等）减温水流量扰动次课程设计目通控制锅炉减温水流量维持热器出口蒸汽温度允许范围保护热器壁温度超允许工作温度
12 实验求
（1）控象动态特性分析
（2 选择控制系统控制结构画控制原理图
（3）选择测点调节机构画控制系统工艺流程图
（4）选择控制仪表画SAMA图（标出调节器作方）
（5）根控制原理图进行控制系统仿真实验控制器参数整定
二 设计（实验）正文
蒸汽温度动控制包括热蒸汽温度动控制热蒸汽温度动控制某确定机组热蒸汽温度动控制系统热汽温动控制系统针机组具体特点设计般言汽温控制系统种类较特点
1热蒸汽温度控制务
热汽温锅炉汽水通道中温度高方热器材料耐高温合金材料正常运行时热器温度般接材料允许极限温度热蒸汽温度偏高仅会烧坏热器时会蒸汽道汽轮机汽门调节阀汽缸前级喷嘴叶片等部件机械强度降低影响机组安全热蒸汽温度低会降低机组热效率时会汽轮机末级蒸汽湿度增加加速叶片侵蚀热蒸汽温度波动会材料产生疲劳危机组安全运行
保证机组安全济运行热蒸汽温度必须加精确控制热蒸汽温度控制务维持热器出口蒸汽温度允许范围般求热蒸汽温度定值偏差超士5℃甚更控制蒸汽温度手段热器安装喷水减温器带定冷度水喷控制蒸汽温度
亚界锅炉汽温度设计值般540℃左右超界锅炉汽温度设计值560~570℃左右超超界锅炉汽温度设计值600℃左右样传热象采控制作显较迟延惯性达样温度偏差容易
2控象特性分析
21热汽温控制象静态特性
根传热方式分：热器分流式辐射式半辐射式热器三种热器蒸汽流量蒸汽温度影响图1示：
图2
图1
22热汽温控制象动态特性
引起热蒸汽温度变化素分三类蒸汽负荷扰动烟气侧扰动减温水侧扰动蒸汽负荷扰动蒸汽流量烟气侧扰动包括燃料成份受热面清洁变烟气流量火焰中心位置燃烧器运行方式等等减温水侧扰动减温水流量减温水温度等烟气侧扰动动态特性蒸汽负荷扰动类似汽温响应较快作控制汽温手段热汽温控制中普遍采
（1）蒸汽流量（负荷）扰动
流式热器例蒸汽流量D产生阶跃扰动热汽温θ变化响应曲线图2示传递函数（11）表示特点：迟延惯性衡力 τTD均较
（11）
（2）烟气热量扰动
烟气热量Qy（烟气温度流速变化）产生阶跃扰动热汽温θ变化响应曲线图3示传递函数（13）表示特点：迟延惯性衡力迟延时间约：1020s惯性时间常数：<100s
图3
图4
（13）
（14）
（3）减温水量扰动
减温水量WB产生阶跃扰动热汽温θ 变化响应曲线图4示传递函数（14）表示特点：迟延惯性衡力（迟延较减温器位置热器道长短关）般锅炉：迟延时间：3060s惯性时间常数：>100s
3控制系统设计
31热汽温控制基方案
控制机构动作时影响汽温(控制机构扰动时汽温动态特性τTτ T应)正确选择控制汽温手段非常重目前广泛采喷水减温作控制汽温手段样满足汽温高精度求控制象控制作迟延时间τ时间常数T太果根汽温偏差改变喷水量保证汽温允许范围设计动控制系统时应该引热蒸汽温提前反映扰动补充信号扰动发生热汽温没发生明显变化时刻进行控制消扰动汽温影响效控制汽温变化电站锅炉应广泛串级热汽温控制系统采导前汽温微分信号双回路控制系统
文采串级热汽温控制系统方案
32串级控制方案证
串级控制着工业发展新工艺断出现生产程日趋强化产品质量求越越高简单控制系统已满足工艺求情况产生
图5 串级控制系统方框图
图知控制器输出副控制器定副控制器输出直接送控制阀控制器定值工艺规定定制环定值控制系统副控制器定值控制器输出提供控制器输出变化变化副环动控制系统
串级控制系统中两控制器串联工作控制器导保证变量稳定目两控制器协调致互相配合干扰副环副控制器首先进行粗调控制器进步进行细调控制质量优简单控制系统
串级控制优点
① 副回路存减象时间常数缩短控制通道控制作更加时
② 提高系统工作频率振荡周期减调节时间缩短系统快速性增强
③ 二次干扰具强克服力客服次干扰力定提高
④ 负荷操作条件变化定适应力
般说设计合理串级控制系统干扰副回路进入时偏差会较控制系统1~10便干扰回路进入偏差会缩单回路控制系统13~15果串级控制系统设计合理优越性够充分体现串级控制系统设计合理性十分重
33 系统控制参数确定
331 变量选择
串级控制系统选择变量时遵循原：条件许情况首先应量选择直接反应控制目参数变量次选择控制目某种单值应关系间接单数作变量选变量必须足够变化灵敏度
综合原系统中选择送入负荷设备出口蒸汽温度作变量该参数直接反应控制目
332副变量选择
副回路设计质量保证发挥串级系统优点关键副变量选择应遵循原：
① 应干扰更干扰落入副回路
② 应副象时间常数匹配
③ 应考虑工艺合理性性济型
综合原选择减温器热器间蒸汽温度作副变量
333操变量选择
工业程输入变量两类：控制变量扰动变量中干扰时客观存影响系统稳操作素操变量克服干扰影响控制系统重新稳定运行素操变量基原：
① 选择选定控变量影响较输入变量作操变量
② 前提选择变化范围较输入变量作控制变量便易控制
③ ①基础选择控变量作效应较快输入变量作控制变量控制系统响应较快
综合原选择减温水输入量作操变量
34 调节阀选择
系统中调节阀系统执行机构控制器定信号方改变阀开度实现调节流体流量装置
调节阀口径直接决定着控制介质流力保证系统较流通力需控制阀两端压降整线总压降中占较例
调节阀开关形式需考虑种素：
① 生产安全角度：气源供气中断调节阀出障输出等情况应该确保生产工艺设备安全发生事
② 保证产品质量：发生控制阀处源状态恢复初始位置时产品质量应降低
③ 降低原料产品动力损耗
④ 介质特点考虑
综合种素锅炉热蒸汽控制系统中调节阀选择气开阀
调节阀流量特性选择实际生产中常调节阀线性特性数特性快开特性三种系统中调节阀流量特性选择线性特性
阀门定位器选阀门定位器调节阀种辅助装置调节阀配套接受控制器信号作输入信号输出信号控制调节阀时调节阀阀杆位移反馈阀门定位器输入端构成闭环动系统阀门定位器消阀膜头弹簧稳定运动部件干摩擦提高调节阀精度性实现准确定位阀门定位器增执行机构输出功率减少系统传递滞加快阀杆移动速度阀门定位器改变调节阀流量特性
35 控制器设计
351 控制器控制规律选择
串级汽温控制系统中副回路应快消扰动汽温影响汽温起粗调作副控制器般采PPD控制器控制器作汽温起细调作应采PIPID控制器
332 控制器正反作选择
串级控制系统副控制器正反作选择序应该先副
副控制器正反作根副环具体情况决定环关副环回路构成稳定系统副环开环放系数符号必须负副环环节放倍数符号积应负设计中着调节阀开度增加减温水量增加副象减温器端蒸汽温度会降低调节阀副象作负调节阀气开阀控制作正负调节器控制作应负作
控制器正反作根环包括环节情况确定时副回路视放倍数正环节副回路动系统样根象变送器放倍数符号整环开环放倍数符号负求确定控制器正反作系统中象放倍数符号正控制器应选负作
34控制仪表选择
控制仪表类型致分电动气动电动I型II型III型单元组合仪表基仪表等常控制仪表电动II型III型串级控制系统中选仪表具体实施方案
电动III型电动II型仪表功说基相控制信号相控制II型典型信号电动III型仪表典型信号外III型仪表较II型仪表操作维护更方便简捷时III型仪表具完善踪保持电路手动切换非常方便时进行切换保证扰动设计中选电动III型仪表
电动III型仪表构成串级控制系统基方案两种：
图6 电动III型仪表组成串级控制系统方块图
该方案中采两台控制器副变量通台双笔记录仪进行记录副控制器输出控制阀接受气压信号副控制器控制阀间设置电气转换器
图7电动III型仪表组成控串级控制系统方块图
该方案较方案设置控串级控制切换开关根情况控制系统工作控方式串级控制方式
设计中采第二种方式控制系统更工作更稳定控制输出
35 系统流程方案
图8热蒸汽温度串级控制系统基结构控制系统方框图图9示
图8串级热气温调节系统工艺流程图
Gc1(s)
Gc2(s)
Gp2(s)
Gp1(s)
KzKf
m1
m
u1
u2
Wb
θ1
θ
θs
——
——
图9串级汽温控制系统结构图
串级汽温控制系统两回路
①象导前区Gp1(s)导前汽温变送器ml副控制器Gc2(s)执行器Kz喷水控制阀Kf组成副回路
②象惰性区Gp2(s)热汽温(汽温)变送器m控制器Gc1(s)副回路组成回路
导前汽温θ1喷水量变化反应汽温θ时旦导前汽温θ1发生变化副控制器Gc2改变减温水流量时消干扰汽温变化较控制器Gc1热汽温θ起校正作汽温θ偏离定值时控制器Gc1发出校正信号u1通副控制器Gc2执行机构进行控制汽温终恢复定值控制器输出u1相改变导前汽温θ1定值控制程结束时导前汽温θ1稳定原数值热汽温θ等定值
般汽温控制中导前区动态特性Gpl(s)迟延惯性整控制象GPl (s) GP2 (s)迟延惯性种情况副回路控制程回路控制程快副回路消喷水量扰动时汽温基受影响副回路动作时回路作开路回路动作时副回路作快速动例环节
4．控制系统仿真机参数整定
汽温度控制系统象
θ1
θ2
W
D
+
W ——喷水流量
θ1θ2——惰性区温度导前区温度
D ——蒸汽流量
+
（1）Matlab2011b环境应Simulink搭建系统图示
图10串级热气温调节系仿真图
（2）应两步法整定串级控制系统环系统整体响应曲线图1112示中副调节器参数分：调节器P006I00024副调节器P1592 D9209系统阶跃响应曲线超调量20衰减率约75达设计求
图11串级热气温调节系统环阶跃响应曲线
图12串级热气温调节系统整体阶跃响应曲线
（3）系统干扰测试
系统蒸汽流量5扰作响应曲线分图示
图14 5扰作系统阶跃响应曲线
图13蒸汽流量扰动系统阶跃响应曲线
通扰动测试出系统扰动具较强抑制力时惯性延时致系统较强扰动抑制效果限
5绘制SAMA图（见附录）
6总结体会
61 设计总结
设计基串级控制系统锅炉热蒸汽温度控制系统设计炉温热蒸汽良控制保证系统输出蒸汽温度稳定前提采串级控制系统回路采PID运算副回路采PD运算回路串级动控制系统采微分作延迟惯性较象调节质量较时极消控制系统工作程中种扰动系统工作良状态
热汽温串级动控制系统中热汽温串级动控制系统中副调节回路相独立投运时参数整定调试直观方便
串级动控制系统数运算较复杂运算设备求高（DCS具丰富运算功较快运算速度软硬件完全够满足算法求）
总火力发电机组中热汽温采串级动控制方案较理想
62心体会
设计综合运动控制理程控制理期周时间里收获
完成次课程设计重新温相关理课程资料查阅文献通前期准备工作基熟悉控制系统设计流程方法接课设日工作奠定基础
讨确定课题然明确成员分工丝苟开展设计期间仅动研究现理参考工程实际方案然努力设计程中遇棘手问题通查阅资料解决学讨中豁然开朗老师帮助利攻克解决问题程中相关理理解更深刻应理解决问题力更强说次课程设计工程素养幅度锻炼提高
诚挚组织指导次课程设计位老师表示感谢答辩老师衷说句：您辛苦
参考文献
[1]巨林仓 电厂热工程控制系统西安：西安交通学出版社2009
[2]夏泽中施三宝．蒸汽温度预测PID串级控制应研究[C]
[3]金慧 程控制北京：清华学出版社1993(20075重印)
附录 汽温串级控制系统SAMA图
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