基于MATLAB自动控制系统建模与仿真

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1、湖南电力第31卷第3期HUNANELECTRICPOW．ER2011年6月doi：10．3969／j．issn．1008-0198．2011．03．005基于MATLAB自动控制系统建模与仿真李远生(广东粤华发电有限责任公司，广东广州510730)摘要：在电力生产的发展过程中，自动控制起着重要的作用。自动控制系统仿真对保证生产的安全性、经-济J}生和保持设备的稳定运行有重要的意义。本文阐述控制系统仿真的基本原理和基本步骤。以除氧器水位控制系统为例，分析如何根据生产过程内在机理、变化规律建立数学模型，并利用MATLAB软件对控制系统进行仿真。仿真结果可以预测控制系统设计或改造后的控制品质，最后达

2、到满足生产要求的控制效果。关键词：自动控制；仿真；MATLAB；建立数学模型中图分类号：TP15文献标识码：A文章编号：1008—0198(2011)03．0o15一o3ModelbuildingandsimulationofautomaticcontrolsystembasedonMATLABLIYuan·sheng(GuangdongYuehuaPowerCompanyCo．，Ltd，Guangzhou510730，China)Abstract：Automaticcontrolplaysanimportantroleintheinthepowergenerationdevelopmentp

3、rocess．Automaticcontrolsystemsimulationhasimportantsignificancetoensureproductionsafety，economyandstability．Thispaperexpoundsthebasicpfinelplesandstepsofcontrolsystemsimulation．Forexamplewithdeaeratorwaterlevelcontrolsystem，howtobuildthemathematicalmodelaccordingtointernalmechanismandchangeruleisana

4、lysedandthecontrolsystemissimulatedbyMATLABsoftware．ControlqualityCanbepredictedaccordingtosimulationresultsofcontrolsystemafterdesignorreform，whichcalmeettherequirementsofcontrolefect．Keywords：automaticcontrol；simulation；MATIAB；mathematicalmodelbuilding仿真是人类探索世界的重要手段，是一种基于定值等，是实现生产过程最优控制的重要基础。模型的活动

5、，建立系统的模型并使模型随着时间展1．2指导生产工艺及其设备的设计开，以进行科学研究和试验是仿真研究的目的。通通过对生产工艺及其设备的数学模型的分析和过仿真在客观世界和科学认知之间架起了一座桥仿真，可以确定有关因素对整个被控过程特性的影梁，可以方便有效地研究真实系统的各个方面。响(例如锅炉受热面的布置、管径大小、介质参PID控制至今仍占据电力生产过程控制中的90％以数的选择等对整个锅炉出口气温、汽压等动态特性上的回路，对PID热工控制系统进行建模与仿真，的影响)，从而指导生产工艺及其设备的设计。是提高控制系统品质，降低在线调试风险的重要手1．3进行仿真实验研究段，具有一定实际应用意义。在实现生

6、产过程自动化中，往往需要对一些复杂庞大的设备进行某些实验研究，例如某单元机组1建立模型仿真的目的和意义及其控制系统能承受多大的冲击电负荷，当冲击电1．1设计过程控制系统和整定调节器的参数负荷过大时会造成什么后果。对于这种破坏性的试过程的数学模型是极其重要的基础资料，可以验往往不允许在实际设备上进行，而只要根据过程指导控制系统选择控制通道，确定控制方案，分析的数学模型，通过计算机进行仿真研究，不需要建质量指标，探讨最佳工况以及调节器参数的最佳整立小型的物理模型，从而可以节省时间和经费。收稿日期：2010．12．14·15·第3l卷第3期湖南电力2011年6月1．4优化在线调试系统流程控制系统建立

7、或改造后需投入运行，调试人员需在线对控制系统进行大量参数整定，这样可能会大大增加调试试验的费用，也可能对运行中的机组造成潜在的危险。仿真系统可以帮助调试人员缩短参数整定的时间，也可评估可能存在的风险，大大降低对机组正常运行的危害。在大机组控制自动化中，对于一些复杂的关键自动控制操作过程，更有实际应用意义u。2MATLAB简介图1控制系统仿真三要素及其关系幅调节组件，调节组件输出信号到执行组件，改变