罗茨余热发电装置控制系统及其关键技术研究

《罗茨余热发电装置控制系统及其关键技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TP273密级：UDC：621.1编号：201321202090罗茨余热发电装置控制系统及其关键技术研究论文作者：张贺学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：肖艳军职称：副教授资助基金项目：天津市科委基金项目DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringSTUDYONTHECONTROLSYSTEMANDITSKEYTECHNOLOGYOFTHERO

2、OTSOFWASTEHEATPOWERGENERATIONDEVICEbyZhangHeSupervisor:Prof.XiaoYanjunMarch2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学

3、位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要现有技术对于低品位余热资源的回收和利用研究相对较少。课题组在前期研究基础上提出以罗茨动力机为核心的发电装置回收低品位

4、余热的技术方案并搭建试验平台，但在实际生产试验过程中罗茨余热发电装置运转受气源波动影响较大。对此需要设计相应的控制系统，重点针对试验过程中出现的问题，研究并编写核心部分控制算法成为该余热发电装置控制系统研究的关键。论文主要工作有以下四点。1.论文对现有技术进行分析，研究生产工艺、分析技术特点及控制对象特点，经过分析发现内模控制系统能够适应罗茨余热发电装置大滞后、强耦合以及气源不稳定的特点，而经典PID控制算法不能保证该装置在气源不稳定的情况下稳定运转。2.设计控制系统总体设计方案并进行模块划分，分析各个模块硬

5、件特点并设计了相应的软件程序。根据所划分的模块结合各个模块内部的硬件特点进行机理建模，得到系统开环传递函数，在此基础上通过两步设计法设计了内模控制器和滤波器。3.针对该系统传递函数整定了基于内模控制算法整定的IMC-PID参数，并使用Z-N法整定了经典PID参数。为了验证内模控制的效果优于经典PID，论文中使用Simulink对两种PID参数的控制器进行仿真，仿真结果表明IMC-PID控制效果明显优于经典PID控制器。4.为了验证所设计的内模控制器对罗茨余热发电装置具有良好的控制效果，在研究中搭建了试验平台，

6、检验所设计的内模控制器在气源波动条件下的控制效果。试验结果表明所涉及的内模控制器能够使罗茨余热发电装置在气源波动的状态下快速响应，且系统能够稳定运行。为后续优化研究提供理论依据和试验基础。关键字：罗茨余热发电装置控制系统内模控制参数整定仿真与试验IABSTRACTLowgradewasteheatpowergenerationtechnologyisatechnologywhichcanachieveenergyrecoveryusingwasteheatresourcesbelow300degreestop

7、ower.Intheexistingtechnology,therootsofwasteheatpowergenerationdevicewhosethecoreisRootspowermachineismainlyusedforgeneration.Butintheprocessofactualproductiontest,itisfoundthattherootsofwasteheatpowergenerationdevicerunningisunstable,anditisgreatlychangedb

8、ythegassourcefluctuations,soittemporarilydonothavetheconditionsfortheoutputofelectricityintothenationalgrid.Thereisaneedtofurtherimprovethehardwareandsoftwareofrootswasteheatpowergenerationdevice,andth