项目一 锅炉燃烧过程控制系统仿真

1、项目一 锅炉燃烧过程控制系统仿真姓名：张晓晓 学号：201201030501 专业：电气工程及其自动化已知控制系统传递函数：实现步骤：1、系统稳定性分析 作出伯德图，如果相角裕度Pm>0°或幅值裕度Gm>1，表示系统稳定。（1） 燃料流量系统数学模型：G(s) = 的伯德图：求它在不同的Kp（0.1,0.3,0.5,1,2,3）取值下闭环系统的单位阶跃响应曲线，（2）、（3）同理。 G0=tf(54,12,1); %分子数值54：e的四舍五入取整为3P=0.1 0.3 0.5 1 2 3;figure, hold onfor i=1:length(P) G=feedbac

2、k(P(i)*G0,1);step(G)end（2） 空气流量数学模型G(s) = 的伯德图： G0=tf(-0.22,10,1); P=0.1 0.3 0.5 1 2 3;figure, hold onfor i=1:length(P) G=feedback(P(i)*G0,1);step(G)end（3）引风量与负压关系模型G(s) = 的伯德图：G0=tf(6,5,1); P=0.1 0.3 0.5 1 2 3;figure, hold onfor i=1:length(P) G=feedback(P(i)*G0,1);step(G)end2、控制系统参数整定 （1）燃料控制系统参数整定

3、为使系统无静差，燃料流量调节器采用PI形式 ，即：Gc(s) = Kp+，其中，参数Kp和Ki采用稳定边界法整定。先让Ki = 0，调整Kp使系统等幅震荡，即系统临界稳定状态。系统临界振荡仿真框及其振荡响应如图所示：调节Kp=1，Ki=0.08，系统响应如图所示，可见系统有约5%的超水量。思路：先使ki=0，在单位阶跃信号下，调整Kp使系统等幅震荡，即系统处于临界稳定状态。记录此时的震荡周期Tc，比例系数Kc。则Kp=kc/2.2,Ki=kp/(0.8Tc)。 （2）蒸汽压力控制系统参数整定（采用PI形式）在燃料流量控制系统整定的基础上，采用试误法整定压力控制系统参数。系统整定仿真框图如图所示

4、： 由仿真结果可以看出，系统响应超调量约为50%。此时系统调节器最简单，工程上系统响应速度和稳定程度一般。（3）空气流量控制系统参数整定空气流量控制系统的整定方法和燃料流量控制参数整定方法类似调节Kp=1.45，Ki=0.1，系统响应如图所示，可见系统有约2%的超调量。（4）炉膛负压控制系统参数整定负压控制系统的整定方法和燃烧流量控制参数整定方法类似。调节Kp=0.45，Ki=0.085，系统响应如图所示，可见系统有约5%的超调量。（5）负压控制系统前馈补偿整定 采用动态前馈整定，其前馈补偿函数为：G(s)=3、控制系统仿真 设其为无干扰仿真，设定蒸汽压力值为6，炉膛负压值为5 。仿真框图及结果如图所示：4、鲁棒性分析 5、仿真结果综合分析比较在仿真阶段，采用的控制方法是应用最广泛的PI控制，最终都使波形达到了稳定状态。仿真中分了有扰动和无扰动两种不同的情况进行，扰动为幅值±0.1的随机扰动，可以看到在有扰动的情况下，稳定性变差。但Tp,Ts和超调量均无明显变化。系统基本符合要