汽包锅炉给水自动控制标准系统

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1、第五章汽包锅炉给水自动控制系统5-1前馈--反馈调节系统一.前馈--反馈调节原理反馈调节系统特点：事后控制，反馈校正。调节过程中被调量的动态偏差较大,且调节过程也较长。前馈调节系统特点：直接根据扰动进行调节,减小动态偏差。1.定义直接根据造成被调量偏差的原因进行调节的系统,称为前馈调节系统。2.前馈的类型及整定前馈调节的类型：很多,因而的规律不同。不变性原理：设计前馈补偿器,使被调量y与扰动无关。(a)扰动有单独通道34/34(b)扰动作用在对象之前补偿作用在调节器之前。例如:喷水压力改变时对温度的影响。(c)扰动

2、有单独通道,补偿作用在调节器之后(d)扰动有单独通道,补偿在调节之前34/34前馈一般不能做到完全补偿。常用静态前馈或者一些特定形式的动态前馈。(a)静态前馈即根据不变性原理求出,用其静态放大系数作为补偿装置,它是一个比例环节:(b)动态前馈直接根据不变性原理求得。在热工过程控制中常用:-----超前—滞后环节当时,超前补偿(PD作用)当时,滞后补偿(PI作用)34/341.存在缺点:(1)只能针对一种或者几种典型扰动设计,然而生产过程中扰动因素很多,因而调节效果受到限制.(2)对不可测量的扰动,无法实现补偿.(3

3、)不能做到完全补偿,实现复杂,采用或者近似补偿.前馈—反馈调节系统：必须将前馈和反馈结合起来进行调节,利用前馈来减小扰动对被调量的影响,而反馈作用保障被调量等于给定值.二.前馈—反馈调节系统.1.概念前馈控制:作用是有效抑制主要扰动,开环控制。反馈控制:保证系统稳定,即最终消除扰动,使。2.前馈—反馈复合控制系统的特点（见书P110-112）1）引入反馈后，前馈控制的完全补偿条件不变；2）前馈控制规律还与反馈调节器位置有关；3）复合控制时，扰动对输出的影响比纯前馈控制时小得多；34/344）前馈对系统稳定性无影响。

4、3.系统整定(i)在整定反馈回路是,只考虑是反馈形成的闭合回路,具有适当的稳定性裕度,而不要考虑前馈部分.(ii)在整定前馈装置时,不考虑反馈的调节所引起的稳定性问题,直接用不变性原理整定.2.工程整定(只介绍前馈调节整定)(1)静态前馈系统的的整定(a)开环整定法使闭环系统稳定；断开反馈回路，加扰动x；由小到大,使y不变，记下.(b)闭环整定法开环整定法的主要缺点是容易造成被调量失控的事故,故工程上常用闭环整定法：断开，使反馈系统稳定；加扰动，待再次稳定后记下；34/34（C）前馈—反馈复合整定这是一种试探式的方

5、法：前馈和反馈都投入在相同的扰动下,由小变大观察被调量的响应曲线取过程最佳时的.(2)动态前馈模型的参数整定原则可在的条件下按前述方法确定.34/34若有条件可先通过仿真实验确定和,然后再到现场修正.34/34例题或习题1.(1)说明环节k的作用,并按静态整定k值.(2)若环节改为(值为上述整定值),则在反馈断开时,扰动x的单位、阶跃变化能否使y做到静态不变？为什么？若y改变，则y稳态变化量为多少？解：（1），静态时，。（2）不能。由于当x阶跃扰动达到静态时，实际微分环节输出为0，对y无前馈补偿作用。34/342.

6、图示系统：问：1.这是什么系统？2.说明调节器的作用。3.当的惯性<<的惯性时,说明的整定方法(画出相应的方框图)4.系统在运行过程中与y是否同方向变化?5.系统运行过程中,若突然断开,则系统仍能稳定运行么?为什么?答:1.前馈—串级调节系统.2.--前馈调节器.--副调节器.--主调节器.2.副回路3.主回路:34/34前馈:1.不一定.2.能.因为是前馈调节器,不在闭合回路内,不能影响系统的稳定性.5—2给水调节的任务和调节对象的动态特性一.任务给水量适应锅炉的蒸发量,并且保持汽包水位在一定范围内。34/34汽

7、包水位：1.过高:出口蒸汽带水,含盐浓度增加,损坏过热器.2.过低:破坏水循环,损坏水冷壁.二.动态特性锅炉给水调节对象的结构:因为要求汽机功率经常变化,所以D是经常性的扰动.主要是给水压力和给水调节开度的变化.B主要影响蒸发量(如果蒸发量大于给水量,则H下降;如果蒸发量小于给水量,则H升高.)反映汽水系统内蒸发与凝结的强度,是中间参数.在这四个因素中,尤以D,W,B为重要.1.W扰动系H变化的动态特性.34/341.对于等截面的容器,当W变大时,水位按斜线上升。对汽包,当水位变化较小时,近似看成等截面,如果不考虑

8、水面下汽包体积变化,则水位按斜线变化.2.另一方面,汽包内工质处于饱和状态,水面下是汽水混合物.由于给水的温度较低,进入汽包的给水在包内需要吸收热量,当W上升时,吸收热量上升,使得水面下汽水混合物中汽的容积减少(饱和蒸汽释放热量后成饱和水),由于汽容积减小,因而水位下降,曲线如.3．实际的水位响应曲线应该是曲线和的合成,即:--实际水位响应曲线;--不考虑水