过程控制课设

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1、课程设计课程名称过程控制及控制系统课程设计题目名称锅炉设备的控制专业班级13级自动化（3）班学号3113000905学生姓名姜锋指导教师杨玲玲2016年12月26曰锅炉设备燃料空气的比值控制蒸汽压力和燃料流量比值控制系统基本模型：般生产过程屮蒸汽的控锅炉燃烧的目的是生产蒸汽供其他生产环节使用制是通过压力实现的，后续环节对蒸汽的生产用量不同，反映在蒸汽锅炉环节就是蒸汽压力的波动。维持蒸汽压力恒定是保证生产正常进行的首耍条件。保证蒸汽压力恒定的主要手段是随着蒸汽压力波动及时调节燃烧产生的热量，而燃烧产生热

2、量的调节是通过控制所供应的燃料量以及适当比例的助燃空气的控制实现的。因此，蒸汽压力是最终被控制量，可以根据生成情况确定；燃料量是根据蒸汽压力确定的；空气供应量根据空气量与燃料量的合理比值确定。蒸汽压力给走被I空对象《燃料决置〉遂料戋跫检割蒸汽压力检刪空气压力调节S燃料冻堡蒸汽压力空气宠堡检劃燃料量受蒸汽压力影响，空气量根据燃料的量确定。查资料获得最优数学模型如下：燃料流量系统的数学模型：125+1G(s)=—^—空气流量模型：燃料流量与控制流量比值：G(s)=2空气流量与燃料流量比值：G(s)=l制系

3、统参数整定：控燃烧控制系统力使系统无静差，燃烧流量调节器采用PI形式，WbGc(s)=Kp+—s，其中，参数Kp和Ki采用稳定边界法整定。先让Ki=O,调整Kp使系统等幅振荡，即系统临界稳定状态。系统临界振荡仿真框图及其振荡响应如图所示:u_乂电e14s={>兮•OO-1^0.0[NormalReady感门功PPAQQ0a••记录此时的振荡周期Tcr=lls和比例参数Kcr=3.55,则Kp=Kr/2.2=1.613,Ki=Kp/(0.85Tcr)=0.173c在Kp=1.613,Ki=0.173的基

4、础上，对PI参数进一步整定，燃料流量闭环控制系统单位阶跃输入的仿真框图如下所示，其屮PI模块的结构如图所示。调节Kp=1.35,Ki=0.1,系统响应如图所示，可见系统有约43%的超调量。曇X电Pd#吟兮£2QI►■卜0—

5、Mor«ti3[Ready100%ode45z;1.147-1.1-n-4.3%界^00*0-^舰_-*■空气流量控制系统空气流量控制系统的整定人法和燃料流量控制参数整定77法类似r勤untitled•FileEditViewSimulationFormatToolsHelpD这Q

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8、Kor»dzJ!记录此时的振荡周期Tcr=lls和比例参数Kcr=3.02,则Kp=Kcr/2.2=1.37,Ki=IKp/(0.85Tcr)=0.15在Kp=1.37,Ki=0.15的基础上，对PI参数进•一步整定，空气流量控制系统单位阶跃输入的仿真框图如下所示，其屮PI模块的结构如图所示。调节Kp=0.9,Ki=0.1,系统响应如图所示，可见系统有约11%的超调量回FileEditViewSimulationFormatToolsHelpD这Q暮<}=>今兮oc

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10、Kor»ajJHuntitled*100%ode45Ready=11%麝萏AQB控制系统SIMUUNK仿真利用各整定参数对控制系统进行仿真，框图如所示。设定蒸汽压力值为6。仿真图如下:紫色线为蒸汽压力，黄色线为空气流量超调量控制在一个范围内，系统基本符合要求。心得体会本次课程设计是在庞大的网络资源下完成的，查资料寻找合适的数学模型花费了不少时间，仿真的过程巾因为不够仔细而频频川错，超调量的调节更是牵一发动全身，尤其是最后一个，但是不懈坚持下还是完成了设计，系统基本符合要求，获益良多。