《热工过程自动调节》仿真实验指导书

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1、《热工过程自动调节》实验指导书华南理工大学电力学院二OO九年十月―29―目录Simulink仿真集成环境简介3一、Simulink基本操作31．进入Simulink操作环境32．提取所需仿真模块53．功能模块的连接94．功能模块参数设置95．仿真系统操作参数设置10实验一典型环节的动态特性12一、实验目的12二、实验内容12三、实验结果12四、实验小结14实验二热工对象数学模型的试验求取15一、实验目的15二、实验内容15三、实验结果16四、实验小结16实验三单回路自动调节系统的整定17一、实验目的1

2、7二、实验内容17三、实验结果18四、实验小结19实验四三冲量双回路汽包给水调节系统的整定20一、实验目的20二、实验内容20三、实验结果22四、实验小结23实验五过热汽温调节系统的整定24一、实验目的24二、实验内容24三、实验结果26四、实验小结26―29―Simulink仿真集成环境简介Simulink是可视化动态系统仿真环境。1990年正式由Mathworks公司引入到MATLAB中，它是Slmutation和Link的结合。目前介绍Simulink的资料有很多，这里主要介绍它的基本使用方法和

3、它在控制系统仿真分析和设计操作的有关内容。一、Simulink基本操作1．进入Simulink操作环境双击桌面上的MATLAB图标，启动MATLAB，进入开发环境，如图0-1所示。图0-1MATLAB开发环境图0-2Simulink图形库浏览器画面―29―从MATLAB的桌面操作环境画面进入Simulink操作环境有多种方法，介绍如下。①点击工具栏的Simulink图标弹出如图0-2的图形库浏览器画面。②在命令窗口键入“simulink”命令，可自动弹出图形库浏览器。上述两种方法需从该画面“File”

4、下拉式菜单中选择“New

5、Model”，或点击图标,得到图0-3的图形仿真操作画面。图0-3Simulink仿真操作环境画面③从“File”下拉式菜单中选择“New

6、Model”，弹出如图0—3所示的未命名的图形仿真画面。本方法需从工具栏中点击图形库浏览器图标，调出图0—2的图形库浏览器画面。图0-3用于仿真操作，图0—2的图形库用于提取仿真所需功能模块。图0—4是已建立的一个一阶惯性加时滞对象的单回路控制系统仿真框图。下面将对建立这样的仿真系统用到的一些具体操作作个介绍。图0-4仿真系统框图―29―

7、2．提取所需仿真模块在提取所需仿真模块前，应绘制仿真系统框图，并确定仿真所用的参数。图0—2中的仿真用图形库，提供了所需的基本功能模块，能满足系统仿真的需要。该图形库有多种图形子库，用于配合有关的工具箱。下面将对本书中的实验可能用到的Simulink图形库中的功能模块作一个简单介绍。（1）信号源模块组(Sources)信号源模块组包括各种各样的常用输入信号，如图0-5所示。图0-5信号源模块组·输入端口模块(In)——用来反映整个系统的输入端子，这样的设置在模型线性化与命令行仿真时是必需的。·普通信号

8、源发生器(SignalGenerator)——能够生成若干种常用信号，如方波信号、正弦波信号、锯齿波信号等，允许用户自由地调整其幅值、相位及其它信号。·读文件模块(FromFile)和读工作空间模块(FromWorkspace)——两个模块允许从文件或MATLAB工作空间中读取信号作为输入信号。·时间信号模块(Clock)——生成当前仿真时钟，在与时间有关的指标求取中是很有意义的，例如获取系统的ITAE准则等。(积分时间和绝对误差积分准则，IntegratedTimeandAbsoluteError-

9、ITAE。按此准则设计的控制系统，瞬态响应的振荡性小，且对参数具有良好的选择性。缺点是用分析法计算很困难。)·常数输入模块(Constant)——此模块以常数作为输入，可以在很多模型中使用该模块。·其他类型的输入信号，如阶跃输入(Step)、斜坡输入(Ramp)、脉冲信号(PulseGenetator)、正弦信号(SineWave)等。（2）连续模块组(Continuous)连续模块组包括常用的连续模块，如图0-6所示。―29―图0-6连续模块组·积分器(Integrator)——连续动态系统最常用的

10、元件，这模块将输入端信号经过数值积分，在输出端直接反映出来。在将常微分方程转换为图形表示时也必须使用此模块。·数值微分器(Derivative)——该模块的作用是将其输入端的信号经过一阶数值微分，在输出端输出。在实际应用中应该尽量避免使用该模块。·传递函数(TransferFun)——传递函数是常用的描述线性微分方程的一种方法，通过引入Laplace变换可以将原来的线性微分方程在零初始条件下变换成“代数”的形式，从而以多项式的比值形式描述系统，传递函数的