10噸燃氣鍋爐燃燒系統(tǒng)的設(shè)計課程設(shè)計（論文） .doc

遼 寧 工 學 院 課 程 設(shè) 計 說 明 書 （）遼 寧 工 業(yè) 大 學過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計（）題目： 10噸燃氣鍋爐燃燒系統(tǒng)的設(shè)計 課程設(shè)計（）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學院 教研室：測控技術(shù)與儀器學 號09030學生姓名專業(yè)班級設(shè)計題目10噸燃氣鍋爐燃燒系統(tǒng)的設(shè)計課程設(shè)計（）任務(wù)課題完成的設(shè)計任務(wù)及功能、要求、技術(shù)參數(shù)實現(xiàn)功能在大型合成氨工廠中，蒸汽鍋爐擔負著向全廠提供蒸汽的任務(wù)。它正常運行與否，將直接關(guān)系到合成氨生產(chǎn)的全局。因此，必須對蒸汽鍋爐的正常運行采取一系列的保護性措施。其中蒸汽鍋爐的燃燒系統(tǒng)就是采取保護性措施項目之一。蒸汽鍋爐所用的燃料為天然氣或其它燃料氣，工藝要求控制蒸汽壓力為3.80.1Mpa，燃料氣管線既要考慮“脫火”又要考慮“回火”的保護問題。試設(shè)計鍋爐燃燒系統(tǒng)。設(shè)計任務(wù)及要求1、確定控制方案并繪制原理結(jié)構(gòu)圖、方框圖；2、選擇傳感器、變送器、控制器、執(zhí)行器，給出具體型號與參數(shù)；3、確定控制器的控制規(guī)律以及控制器正反作用方式；4、若設(shè)計由計算機實現(xiàn)的數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)給出系統(tǒng)硬件電氣連接圖及程序流程圖；5、編寫設(shè)計說明書，設(shè)計說明書應(yīng)在4000字以上。技術(shù)參數(shù)控制壓力：3.80.05MPa； 最大偏差：0.1MPa； 工作計劃1、布置任務(wù)，查閱資料，理解掌握系統(tǒng)的控制要求。（2天 ）2、確定系統(tǒng)的控制方案，繪制原理結(jié)構(gòu)圖、方框圖。（1天 ）3、選擇傳感器、變送器、控制器、執(zhí)行器，給出具體型號和參數(shù)。（2天 ）4、確定控制器的控制規(guī)律以及控制器正反作用方式。（ 1天）5、上機實現(xiàn)系統(tǒng)的模擬運行、答辯。（3天 ）6、撰寫、打印設(shè)計說明書（1天 ）指導教師評語及成績平時： 質(zhì)量： 答辯： 指導教師簽字： 總成績： 年 月 日注：成績：平時20% 質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算摘 要在大型合成氨工廠中，蒸汽鍋爐擔負著向全廠提供蒸汽的任務(wù)。它正常運行與否，將直接關(guān)系到合成氨生產(chǎn)的全局。因此，必須對蒸汽鍋爐的正常運行采取一系列的保護性措施。其中蒸汽鍋爐的燃燒系統(tǒng)就是采取保護性措施項目之一。本設(shè)計采用雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)結(jié)合的方法綜合控制合成氨蒸汽鍋爐，本設(shè)計著重考慮了燃料氣管線的脫火和回火問題。關(guān)鍵詞：合成氨；10t蒸汽鍋爐；雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)；反饋控制系統(tǒng)目 錄第1章 緒論1.1 結(jié)合設(shè)計概括發(fā)展技術(shù)19世紀工業(yè)革命以來，工業(yè)成產(chǎn)過程經(jīng)歷了由簡單到復雜、規(guī)模由小到大的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了許多大型化、現(xiàn)代化、多品種、精細化的過程生產(chǎn)系統(tǒng)，提供各種產(chǎn)品以滿足人們的需要。由于生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷擴展、系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大、工藝要求越來越高，對過程控制的功能、效率和可靠性提出了更高的要求，如果沒有高性能的過程控制系統(tǒng)，則大型的生產(chǎn)過程根本無法實現(xiàn)正常運行。過程控制技術(shù)是自動化技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，隨著生產(chǎn)技術(shù)水平迅速提高與生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴大，對過程控制系統(tǒng)的要求越來越高，促使過程控制理論研究不斷發(fā)展，同時，理論研究成果在電子技術(shù)、計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷地轉(zhuǎn)化為自動化產(chǎn)品與系統(tǒng)，以滿足生產(chǎn)過程不斷發(fā)展的需要。生產(chǎn)實際問題、控制理論研究和控制系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)三者互相促進、共同推動著現(xiàn)代化過程控制技術(shù)的迅速發(fā)展?，F(xiàn)代過程控制系統(tǒng)技術(shù)在優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟、技術(shù)指標、提高經(jīng)濟效益和勞動生產(chǎn)率、改善勞動條件、保護生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著越來越大的作用。1.2 過程控制裝置與系統(tǒng)的發(fā)展趨勢20世紀40年代以前，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平相對落后，生產(chǎn)過程大多處于手工操作狀態(tài)，操作工通過目測判斷生產(chǎn)過程的狀態(tài)，手動調(diào)整生產(chǎn)過程，生產(chǎn)效率很低，40年代以來，特別是第二次世界大戰(zhàn)以后，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化技術(shù)發(fā)展很快，尤其是近些年來，在IT技術(shù)的帶動下，過程控制技術(shù)發(fā)展十分迅速，過程控制系統(tǒng)主要經(jīng)歷了以下幾個時期：局部自動化階段、集中控制階段、集散控制階段。進入20世紀90年代以后，隨著測量儀表數(shù)字化、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和集散型控制技術(shù)日益成熟、現(xiàn)場總線技術(shù)以及基于現(xiàn)場總線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)逐步推廣、使用，使過程控制系統(tǒng)的開放性、兼容性和現(xiàn)場儀表與裝置的智能化水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍。工廠自動化、計算機集成過程控制、計算機集成制造系統(tǒng)和企業(yè)資源綜合規(guī)劃等方案的規(guī)劃和實施，正在成為提高工業(yè)生產(chǎn)過程經(jīng)濟效益的關(guān)鍵手段。在過程控制技術(shù)的發(fā)展中，控制策略與算法也經(jīng)歷了由簡單到復雜控制、先進控制的發(fā)展歷程，通常將1942年的單回路PID控制成為簡單控制，以經(jīng)典控制理論為基礎(chǔ)的PID過程控制應(yīng)用最多的控制規(guī)律，現(xiàn)在仍在各種過程控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，在DCS以及邏輯控制為主的大型PLC系統(tǒng)中，均設(shè)有PID控制模塊。第2章 課程設(shè)計的方案論證2.1 課程設(shè)計的方案設(shè)計要求中要考慮蒸汽鍋爐所用的燃料為天然氣或其它燃料氣，工藝要求控制蒸汽壓力為3.80.1Mpa，燃料氣管線既要考慮“脫火”又要考慮“回火”的保護問題。脫火是指火焰短，火焰根部離開了灶具火孔一段距離燃燒，有時燃燒一會就熄滅，這種現(xiàn)象稱為脫火。產(chǎn)生脫火的主要原因是一次空氣量過多，產(chǎn)生氣流速度大于燃燒速度所造成的?；鼗鹗侵富鹧嬖谝涔軆?nèi)燃燒，并發(fā)出響聲，此時火焰內(nèi)外錐不再分明，有時點火是由于氣量過小會發(fā)生回火并發(fā)出“噴”的一聲，回火是由于燃燒速度大于氣流速度所造成的。所以系統(tǒng)采用單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，以天然氣的量為主控對象，當鍋爐內(nèi)氣壓發(fā)生變化時，只需調(diào)節(jié)主對象的值即可，副對象會自動與主對象保持一定的比例關(guān)系。由于需要控制鍋爐內(nèi)的壓力，當燃氣的熱值不變時考慮到鍋爐內(nèi)的壓力與燃氣的供給量成一定的函數(shù)關(guān)系，又考慮到系統(tǒng)的經(jīng)濟性與可行性，只需在單閉環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一個單回路反饋控制系統(tǒng)即可。通過壓力變動器測量鍋爐內(nèi)的壓力，經(jīng)過控制器的計算控制和改變?nèi)細夤艿勒{(diào)節(jié)閥的開度即可實現(xiàn)合成氨鍋爐內(nèi)的壓力控制。2.2 方案概述本設(shè)計采用單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)配合單回路反饋控制系統(tǒng)的方法實現(xiàn)合成氨鍋爐內(nèi)壓力的控制，系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、經(jīng)濟等優(yōu)點，在簡單的控制場合和對系統(tǒng)要求不高的場合有很強的適用性。本設(shè)計采用比值控制系統(tǒng)可保證系統(tǒng)的安全生產(chǎn)，在合成氨的生產(chǎn)中，如果比例失調(diào)會影響生產(chǎn)的正常進行，影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成環(huán)境污染，甚至引發(fā)生產(chǎn)事故，在鍋爐燃燒系統(tǒng)中要保證燃料和空氣的合適比例，才能保證燃燒的經(jīng)濟性，在合成氨的生產(chǎn)中，天然氣的量和空氣的量要保持一定的比例關(guān)系，若氧-天然氣的比例過高時，因爐內(nèi)溫度過高使天然氣的燃燒嘴和耐火磚燒壞，嚴重時甚至引起爐子的爆炸；如果比例過低時，則會造成炭黑增多，發(fā)生堵塞燃燒嘴的現(xiàn)象，這都是工業(yè)生產(chǎn)中所不允許的。所以基于系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性，本設(shè)計采用了比值控制系統(tǒng)，而天然氣的量是要根據(jù)爐內(nèi)氣壓變化的，所以本系統(tǒng)采用單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。2.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2.1所示為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Gc1Go1Gm1Gc2Gv2Go2Gm2Gv1+-+-Gm3Gc3如圖所示圖2.1是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖,通過壓力變送器檢測鍋爐內(nèi)壓力，鍋爐內(nèi)壓力與天然氣的量成一定的函數(shù)關(guān)系，壓力檢測完成后，檢測到的壓力信號通過控制器調(diào)節(jié)天然氣管道閥的開度，系統(tǒng)采用的是單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，所以空氣的進氣量與天然氣的進氣量成比例關(guān)系。如圖2.2是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 圖2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 如圖2.2 為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,Gm1是壓力變送器的傳遞函數(shù)， Gm2是空氣輸送管道流量變送器的傳遞函數(shù)，Gm3是天然氣管道流量變送器的傳遞函數(shù)， Gc1天然氣管道流量變送器對應(yīng)的控制器的傳遞函數(shù)， Gc2是空氣管道閥控制器的傳遞函數(shù)，Gc3是壓力變送器對應(yīng)的控制器的傳遞函數(shù)，Go1是被控對象天然氣流量的傳遞函數(shù)，Go2是被控對象空氣流量的傳遞函數(shù)，Gv1天然氣管道調(diào)節(jié)閥的傳遞函數(shù)，Gv2是空氣管道調(diào)節(jié)閥的傳遞函數(shù)。第3章 器件選型及硬件設(shè)計3.1 調(diào)節(jié)閥氣開氣關(guān)的選擇本設(shè)計需要控制的對象為天然氣，屬于易燃易爆物質(zhì)，因此所有儀表均采用氣動式儀表。調(diào)節(jié)閥開、關(guān)作用方式的選擇主要以不同生產(chǎn)工藝條件下，人員安全、生產(chǎn)安全、系統(tǒng)及設(shè)備安全的需要為首要依據(jù)。氣開調(diào)節(jié)閥隨著控制信號的增加而開度加大，當午壓力信號時，閥門處于全關(guān)閉狀態(tài)；與之相反，氣開式調(diào)節(jié)閥隨著壓力信號的增加，閥門逐漸關(guān)小，當無信號時，閥門處于全開狀態(tài)。本設(shè)計被控對象為鍋爐壓力，當設(shè)備發(fā)生故障時，需要系統(tǒng)停止加熱，即沒有壓力信號時，閥門處于全關(guān)狀態(tài)，所以閥門采用氣開式。本設(shè)計采用的是上海方高閥門制造有限公司的ZJHP氣動單座調(diào)節(jié)閥。此調(diào)節(jié)閥價格較為經(jīng)濟。3.2 調(diào)節(jié)器正反作用的選擇當設(shè)定值不變時，隨著測量量的增加，調(diào)節(jié)器的輸出也增加，則稱之為“正作用”方式；同樣，當測量值不變時，設(shè)定值減小時，調(diào)節(jié)器的輸出也增加，稱為“正作用”方式。反之，如果測量值增加或設(shè)定值減小時，調(diào)節(jié)器的輸出減小，則稱為“反作用”方式。本設(shè)計中被控對象為加熱爐內(nèi)壓力，當爐內(nèi)壓力升高時，需要減小燃料的供給，即應(yīng)當減小調(diào)節(jié)閥的開度，所以壓力變送器應(yīng)為正作用，爐內(nèi)壓力升高，壓力變送器輸出的值增大，對應(yīng)的控制器應(yīng)為反作用，即對應(yīng)控制器的輸出應(yīng)當減小。3.3 儀器的選型本設(shè)計所采用的儀表均為DDZ-型儀表，電壓輸出為1-5V，電流輸出為4-20mA,氣動儀表輸出為0.02-0.1MPa，壓力變送器采用安徽常輝儀表有限公司的DX133壓力變送器。該壓力變送器有兩個量程0-100KPa和100KPa-60MPa型號，設(shè)計要求控制壓力在3.8MPa,所以本設(shè)計采用100KPa-60MPa量程的壓力變送器。流量變送器采用丹東東華測控有限公司的QZL-250AW的氣體流量變送器。此流量變送器測量的最大流量為250L/min,電氣轉(zhuǎn)換采用常熟市常儀儀表有限公司的QZD1000B-B的電氣轉(zhuǎn)換器，輸出壓力為20KPa-100KPa,氣源壓力為0.14MPa。調(diào)節(jié)器采用DTZ-2100S型調(diào)節(jié)器?？蛇M行PI或PID調(diào)節(jié)，輸出信號給電氣轉(zhuǎn)換器，電氣轉(zhuǎn)換器驅(qū)動氣動執(zhí)行器動作。第4章 控制規(guī)律的選擇4.1 調(diào)節(jié)規(guī)律的比較比例調(diào)節(jié)(P)是利用偏差實現(xiàn)控制的，是一種有差調(diào)節(jié)，比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)的凈差隨比例度的增大而增大，對于設(shè)定值不變的系統(tǒng)，即定值控制系統(tǒng)采用比例調(diào)節(jié)可使被控參數(shù)對設(shè)定值實現(xiàn)有差跟蹤，但若設(shè)定值隨時間勻速變化時，其跟蹤誤差將會隨時間的增大而增大，因此比例調(diào)節(jié)不適合設(shè)定值對時間變化的情況。比例調(diào)節(jié)是最簡單的調(diào)節(jié)，比例調(diào)節(jié)適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝上沒有無差要求的系統(tǒng)。積分調(diào)節(jié)(I)是無差調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)器的輸出信號與輸入偏差積分成正比關(guān)系，積分調(diào)節(jié)不存在靜差，但與比例調(diào)節(jié)相比，積分調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，消除偏差速度比較緩慢，系統(tǒng)的過渡時間長，積分調(diào)節(jié)使系統(tǒng)的相頻特性增加了90的相位滯后。比例積分調(diào)節(jié)(PI)結(jié)合了比例的快速性和積分的無靜差，比例積分調(diào)節(jié)器是適用最普遍的調(diào)節(jié)器，它適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝參數(shù)不允許有靜差的系統(tǒng)。采用積分調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)器要注意防止積分飽和現(xiàn)象發(fā)生。比例微分調(diào)節(jié)(PD)也是有差調(diào)節(jié)，比例微分環(huán)節(jié)具有提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、抑制過渡過程最大動態(tài)偏差的作用，同時，比例微分調(diào)節(jié)還有利于提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減小系統(tǒng)靜差，但比例微分調(diào)節(jié)存在不足之處，那就是當微分作用太強時，容易導致調(diào)節(jié)閥的頻繁開啟，甚至向兩端飽和，容易造成震蕩，也就是說比例微分調(diào)節(jié)器的抗干擾能力較差。比例積分微分調(diào)節(jié)器把比例調(diào)節(jié)的快速性、積分調(diào)節(jié)消除靜差的能力、微分調(diào)節(jié)的可預見性結(jié)合起來，就構(gòu)成了比例積分微分調(diào)節(jié)器（PID）4.2 調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇及參數(shù)的整定比例調(diào)節(jié)是最簡單啊調(diào)節(jié)規(guī)律，它對控制作用和擾動作用的響應(yīng)都很迅速，比例調(diào)節(jié)只有一個參數(shù)，整定簡便，比例調(diào)節(jié)的主要缺點是存在靜差，對象調(diào)節(jié)通道小、負荷變化與外部擾動小、工藝要求不高、允許有靜差的系統(tǒng)，可以選用比例調(diào)節(jié)。積分調(diào)節(jié)的特點是沒有靜差，它的動態(tài)偏差最大、調(diào)節(jié)時間長，只能用于有自衡特性的簡單對象，很少單獨使用。比例調(diào)節(jié)既能消除靜差，又能產(chǎn)生較積分調(diào)節(jié)快的多的動態(tài)響應(yīng)，對于一些調(diào)節(jié)通容量滯后較小、負荷變化不大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，比例積分調(diào)節(jié)都可以取得很好的效果。微分作用提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使系統(tǒng)的比例系數(shù)增大，加快調(diào)節(jié)過程，減小動態(tài)偏差和靜差，在有高頻干擾的場合，由于系統(tǒng)對高頻干擾特別敏感，Td不能太大，否則會影響系統(tǒng)正常工作，在高頻干擾頻繁或存在周期性干擾的場合，不能使用微分調(diào)節(jié)。PID調(diào)節(jié)是常規(guī)調(diào)節(jié)中性能最好的一種調(diào)節(jié)器，它綜合了各種調(diào)節(jié)規(guī)律的優(yōu)點，既能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又可以消除靜差。對于負荷變化大、容量滯后大、控制品質(zhì)要求高的控制對象均能適應(yīng)。本設(shè)計要求控制燃燒爐內(nèi)的壓力，應(yīng)為無差調(diào)節(jié)，加熱過程存在滯后，因此調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律采用PID調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定方法通常有計算法和工程整定法，常用的工程整定法有穩(wěn)定邊界法、衰減曲線法、反應(yīng)曲線法、經(jīng)驗試湊法等。穩(wěn)定邊界法不適用于不允許被控參數(shù)作較長時間的等幅震蕩的場合。相對于穩(wěn)定邊界法，衰減曲線法步驟較為簡單，也比較安全。響應(yīng)曲線法適用于擾動幅值不是太大。相對來說，衰減曲線法比較適合本設(shè)計系統(tǒng)的參數(shù)整定。下面介紹衰減曲線法的整定方法：首先取Ti=,Td=0，比例度P置于較大的數(shù)值，將系統(tǒng)投入自動運行的狀態(tài)；然后帶系統(tǒng)工作平穩(wěn)后，對設(shè)定值做階躍擾動，觀察其過渡過程，若過渡過程震蕩衰減太快，就減小比例度P，反之則怎大比例度P。如此反復，知道系統(tǒng)呈現(xiàn)較為理想的震蕩過渡過程（衰減比n為4:1，衰減率=0.75），從過渡過程曲線上測出此時的震蕩周期Ts,并記錄所對應(yīng)的比例度Ps。通過查表知P=0.8Ps;Ti=0.3Ts;Td=0.1Ts。 若衰減比為4:1的過渡過程仍嫌震蕩太強烈，這時可采用衰減比為10:1的震蕩過程進行參數(shù)整定，方法與衰減比為4:1的參數(shù)整定方法相同。第5章 系統(tǒng)分析及數(shù)據(jù)的處理5.1 被控對象建模方法的確定被控對象的數(shù)學模型是描述被控過程在輸入作用下，其狀態(tài)和輸出變化的數(shù)學表達式。建立被控對象的數(shù)學模型有著重要的作用，對選擇控制變量、確定控制方案、檢測儀表與執(zhí)行機構(gòu)選型、以及控制算法、人員培訓、被控過程仿真、故障檢測與診斷等都有著重要的作用。目前，常用的建模法主要有兩種：一是，機理法建模；二是，測試法建模。機理法建模是根據(jù)生產(chǎn)過程中實際發(fā)生的變化機理，寫出相關(guān)的平衡方程。機理法需要充分的先驗知識，其優(yōu)點是能在還沒有系統(tǒng)設(shè)備之前就得到被控過程的數(shù)學模型，這對于控制方案的設(shè)計與比較十分有利；測試法建模是通過對被控過程輸入、輸出的實測數(shù)據(jù)進行數(shù)學處理后求得其數(shù)學模型，也成為系統(tǒng)辨識。測試法比機理法簡單、通用性強，尤其對復雜生產(chǎn)過程，其優(yōu)勢更為明顯。有時用單一的機理法或測試法建立復雜被控過程的數(shù)學模型比較困難，就需要用到混合法：對被控過程熟悉的部分采用機理建立數(shù)學模型，對不熟悉的部分采用測試法求被控過程的數(shù)學模型表達式。綜合以上，本設(shè)計采用機理法建立被控對象的數(shù)學模型。5.2 機理法建立被控對象的數(shù)學模型已知控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)：燃料流量系統(tǒng)的數(shù)學模型：G(s)=空氣流量模型：G(s)=引風量與負壓關(guān)系模型：G(s)=送風量對負壓的干擾模型：G(s)=并?。喝剂狭髁恐琳羝麎毫﹃P(guān)系約為：G(s)=4蒸汽壓力至燃料流量關(guān)系約為：G(s)=1/4燃料流量與控制流量比值：G(s)=2空氣流量與燃料流量比值：G(s)=1實現(xiàn)步驟：1、系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 作出伯德圖，如果相角裕度Pm0或幅值裕度Gm1，表示系統(tǒng)穩(wěn)定(1)燃料流量系統(tǒng)數(shù)學模型：G(s)= 的伯德圖： 圖5.1(2)空氣流量數(shù)學模型G(s)=的伯德圖： 圖 5.2（3）引風量與負壓關(guān)系模型G(s)=的伯德圖： 圖 5.35.3 仿真(1)燃燒控制系統(tǒng) 為使系統(tǒng)無靜差，燃燒流量調(diào)節(jié)器采用PI形式，即：其中，參數(shù)Kp和Ki采用穩(wěn)定邊界法整定。先讓Ki=0，調(diào)整Kp使系統(tǒng)等幅振蕩，即系統(tǒng)臨界穩(wěn)定狀態(tài)。系統(tǒng)臨界振蕩仿真框圖及其振蕩響應(yīng)如圖所示：記錄此時的振蕩周期Tcr=10.7s和比例參數(shù)Kcr=3.55,則Kp=Kcr/2.2=1.613，Ki=Kp/(0.85Tcr)=0.188，在Kp=1.613，Ki=0.188的基礎(chǔ)上，對PI參數(shù)進一步整定，燃料流量閉環(huán)控制系統(tǒng)單位階躍輸入的仿真框圖如下所示，其中PI模塊的結(jié)構(gòu)如圖所示。調(diào)節(jié)Kp=1，Ki=0.08，系統(tǒng)響應(yīng)如圖所示，可見系統(tǒng)有約5%的超調(diào)量。圖5.4 在Kp=1.613，Ki=0.188的基礎(chǔ)上，對PI參數(shù)進一步整定，燃料流量閉環(huán)控制系統(tǒng)單位階躍輸入的仿真框圖如下所示，其中PI模塊的結(jié)構(gòu)如圖所示。調(diào)節(jié)Kp=1，Ki=0.08，系統(tǒng)響應(yīng)如圖所示，可見系統(tǒng)有約5%的超調(diào)量。(2)蒸汽壓力控制系統(tǒng) 在燃料流量控制系統(tǒng)整定的基礎(chǔ)上，采用試誤法整定壓力控制系統(tǒng)參數(shù)。系統(tǒng)整定仿真框圖如圖所示。圖5.5第6章 課程設(shè)計總結(jié)通過這次課程