过程控制课程设计600MW超临界直流锅炉主汽温控制系统主汽温控制

图8内回路衰减曲线法整定仿真图

整定的步骤：

(1) 断开主回路，用衰减曲线法，整定内回路。副调节器，纯P作用。

(2) 反复调整比例带?，做副回路定值阶跃扰动实验，直到衰减率ψ＝0.75～0.9，记录曲线。 调整控制参数：

当P=1.14时得到控制输出曲线。此时的衰减率ψ＝75.2%。

图9 内回路整定输出曲线1

（3）外回路参数整定

把上面整定好的副环作为主环中的一个环节，进行整定。建立如下所示的仿真图：

图10 外回路衰减曲线法整定仿真图

整定的步骤：

（1）闭合主回路，整定外回路。反复调整主调节器比例带?和积分时间I，直到衰减率ψ＝0.75记录曲线。得出P=0.58 I=0.0077 σ=16.8% ψ＝75%

图11 外回路整定输出曲线

由上图可以看出，得到的外环控制输出曲线超调量较小，控制曲线光滑，品质优良。 （4）电厂主汽温控制仿真

本课设以超临界机组的主汽温540℃附近为仿真参考，假定主汽温已经稳定在535℃，现在主汽温控制由535℃变化到540℃时，仿真中变化值由0变化到5，并由540℃变化到535℃，即仿真变化值由5变化到0，分析该控制回路的控制品质。 1） 搭建如下图所示的仿真图：

图12电厂主汽温控制仿真图

2)主汽温给定值由（535+0）℃变化到（535+5）℃

设定阶跃信号初始值为0,500s后跳跃至5，得到控制输出曲线：

图13电厂主汽温控制输出曲线1

由上图可知，在500s时阶跃信号产生时，开始进行调节，超调量为16.9%，同时内回路的控制输出曲线也比较光滑，超调量也较小，控制品质较好。 3)主汽温给定值由（540+0）℃变化到（540-5）℃时

设定阶跃信号初始值为5,1500s后跳跃至0，得到控制输出曲线：

图14电厂主汽温控制输出曲线2

由上图可知，在1500s时阶跃信号产生时，开始进行调节，控制品质依旧较好。 （5）抗外扰测试

本课设的外扰为蒸汽流量干扰，其对主汽温动态特性影响的传递函数已经由ppt给出。 1）搭建如下图所示的仿真图：

图15 电厂主汽温控制抗外扰测试仿真图

2）测试

设蒸汽流量的变换量为温度设定变化值的10%—20%，本课设取20%，即变化量约为0.2。阶跃信号初始值为0,1500s后跳跃至0.2，得到控制输出曲线：

图16 电厂主汽温控制抗外扰测试输出曲线

由上图可知，在有蒸汽流动扰动的情况下，串级控制回路虽然能快速的克服干扰，但是超调量较大，因此可以考虑加入前馈控制，来解决超调量较大的问题。

根据绝对不变形，设计动态前馈补偿器，搭建如下图所示的仿真图：