串级控制在锅炉汽包液位控制系统中的应用（附外文翻译）

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1、太原科技大学毕业设计（论文）太原科技大学毕业设计（论文）设计(论文)题目：串级控制在锅炉汽包液位控制系统中的应用姓名：学院（系）：机电工程系专业：过程装备与控制工程年级：2008级指导教师：2012年6月1日太原科技大学毕业设计（论文）太原科技大学毕业设计（论文）任务书学院（直属系）：化学与生物工程学院时间：2012年3月1日学生姓名指导教师设计（论文）题目串级控制在锅炉汽包液位控制系统中的应用主要研究内容1.锅炉的工作过程；2.各种控制策略；3.提出锅炉水位的控制方案；4.应用MATLAB软件中的simulink平台进行控制系统的仿真。研究方法调查法、观察法、文献研究法、

2、用MATLAB软件等。主要技术指标(或研究目标)通过这次毕业论文的设计，进一步加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握；培养设计计算、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、外文应用等基本工作实践能力。主要参考文献[1]李国勇.过程控制试验教程北京：清华大学出版社2011[2]李国勇，谢克明，杨丽娟.计算机仿真技术与CAD：基于MATLAB的控制系统（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2008.[3]刘文定，王东林.过程控制系统的MATLAB仿真北京：机械工业出版社2009[4]孙洪程，李大字.过程控制工程设计（第二版）[M].北京：化学工业出版社.太

3、原科技大学设计（论文）目录摘要IIIAbstractIV第1章绪论11.1锅炉概述11.2课题来源及主要任务4第2章过程控制基础52.1工业过程控制的发展概况52.2控制策略的介绍6第3章锅炉汽包液位特性233.1锅炉汽包液位特性的综述233.2汽包液位在给水流量作用下的动态特性253.3汽包液位在蒸汽流量扰动下的动态特性27第4章数学建模与控制策略的选择304.1被控对象数学模型的建立304.1.1数学模型实验测定的主要方法304.1.2锅炉汽包液位控制系统数学模型的建立314.2锅炉汽包液位的控制方案324.2.1单冲量水位调节系统324.2.2双冲量水位调节系统344

4、.2.3三冲量水位调节系统354.2.4三冲量水位调节系统的分析364.2.5蒸汽流量分流系数的选择384.2.6汽包液位的三冲量PID串级控制系统38第5章仿真与结论405.1Simulink简介405.2锅炉汽包液位控制系统仿真405.2.1锅炉汽包液位双冲量PID控制系统405.2.2锅炉汽包液位三冲量串级PID控制系统4175太原科技大学设计（论文）5.3锅炉汽包液位的三冲量串级PID控制系统参数整定42第6章结论45参考文献46致谢47附录4875太原科技大学设计（论文）串级控制在锅炉汽包液位控制系统中的应用摘要锅炉是电力、石油、化工等工业部门的重要热源、能源动力

5、设备，锅炉控制系统的水平已经成为衡量锅炉性能的一个重要因素。由于锅炉往往启停频繁、负荷变化大，依靠人工操作很难保证其安全、稳定的在经济工况下长期运行。锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点，而汽包水位是工业锅炉安全、稳定运行的重要指标，保证水位控制在给定范围内，对于提高蒸汽品质、减少设备损耗和运行损耗，确保整个网络安全运行具有重要意义。在实际运行中，自动控制已成为锅炉安全高效运行的保证。锅炉控制是一个比较复杂的控制过程，为保证提供合格的蒸汽适应负荷的需要以及锅炉的运行安全，各个环节的工艺参数必须严格控制，而汽包水位控制系统是锅炉自动控制系统中最重要的环节。汽包水位是锅炉正

6、常运行的重要参数，维持汽包水位在一定的范围内变化，锅炉水位控制的重要任务之一，也是保证汽机和锅炉安全运行的重要条件。所以研究锅炉汽包水位的控制有着重要意义。目前锅炉汽包水位的控制大多采用常规PID控制方式，由于其控制参数是固定不变的，不能进行在线调整，其控制效果往往难以满足要求。根据锅炉控制现状，介绍了国内外研究成果及现状，叙述了锅炉的工艺流程及其他设备，说明了所涉及的过程装备控制原理，设计了汽包水位控制系统的串级控制方案，并在MATLAB软件平台上进行了仿真，结果表明后者的自适应能力更强，抗干扰能力和鲁棒性更好，保证水位的稳定。最后总结了本方案优缺点并对汽包水位控制系统控

7、制前景做了展望。关键词：汽包水位；三冲量；串级控制；前馈控制；PID控制；MATLAB75太原科技大学设计（论文）AbstractBoilerisonekindofveryimportantheatenergypowerresourceequipmenttoservenationalindustryofelectric,petroleum,chemicalandothers.Thecontrollevelofboilersystembecomesonekeyfactortomeasuretheperformance