过程控制课设

计算过程某汽包锅炉，给水流量作单位阶跃扰动时水位的反映曲线和蒸汽流量作单位阶跃扰动时水位的反映曲线如图7-21所示。采用前馈-反馈三冲量给水控制系统，调节器用PI调节规律。⑴求传递函数从图7-21（a）中可得：τ=30s可求出無自平衡对象的传递函数： 再求。先作图，从零点开始左一直线平行于H(t)的后半部分，此直线为。在H(t)与t轴交点E处，作与t轴垂直的直线，与交于F。使E点到G点的垂直距离与EF相等，过G作水平线，此既是的稳态值，量得其值为3.6mm,故： 虚假水位部分,故，逐点计算可得曲线，做切线，可求得所以：又ε=0.037为已求得，故： 水位变送器：在最大的水位波动范围+150mm内，变送器输出电压是0~10V，所以（V/mm）流量变送器：蒸汽负荷从0变到最大流量120t/h时，开方器输出的电压亦为0~10V，所以 给水流量变送器系数： 若阀门特性在主要工况下的特性为近似线性的，且其斜率 （2）根据以上数据，整定内回路的Ti和δ/n值内回路的整定要求是：它能迅速消除内扰，按前述实验方法，对内回路作了三条实验曲线，如图7-22所示。其中曲线1:Ti=6sδ=70%=0.3曲线2:Ti=6sδ=35%=0.3曲线3:Ti=6sδ=25%=0.15对比三次实验结果，曲线1的=δ/≈230%过大，过程较长；曲线2的=δ/=116%，过程振荡加剧；曲线3的稳定性介于两者之间，故选曲线3，此时： (3)主回路的整定：主回路的整定是建立在副回路可以等效为一个快速比例环节基础上的。它的示意图如图7-27所示,其中1/()为等效副回路.把看成是被控对象,其余的环节可看成是等效调节器. 若:则:(7-36)也是一个PI规律的调节器.(7-37)和为已知，所以外回路只是整定的问题，用下列经验公式整定： （7—38）所以： （7—39）由式（7-34）和式（7-37）可知： 既当增加时，内回路稳定性降低，外回路稳定性增强，反之相反。一般取=1，则只需整定。则有：(7-40)前馈通路的简化图见图7-28。通路中的选择是基于“虚假水位”情况而定的。前馈通路中完全补偿条件为： 若前馈通道的设计只考虑静态补偿，且的静态比值为一常数K，则有： 其中K是虚假水位现象决定的常数，虚假水位现象严重时，K值大，反之K值小。负号表示前馈调节方向与虚假水位方向相反。由式（7-42）可得量的关系： 在负荷开始变化时，为使蒸汽流量信号更好的补偿虚假水位现象，改善负荷扰动时调节过程的质量，一般使蒸汽流量信号大大高于给水流量信号，既令K＞1。这时有：＞K＞1若：，则K＞1综上所述，所以：调节器1的传函为：第五章．总结仿真结果表明，这种控制策略与传统PID控制相比，具有稳定量高、超调亮小、调节时间短、自适应性好等动态和静态性能优点，为解决前馈-反馈控制器参数的全局最优设计提供了一种有效的方法。在这次设计的制作过程中，我们查阅了大量有关自动控制系统的书籍，了解了自动控制的基本原理和目前国内外的研究水平。对自动控制系统有了一定的了解。并根据工作要求设计出了前馈-反馈控制系统。经过对系统的各个参数进行分析，初步得出了该系统的液位控制规律，继而对系统的其他性能进行分析，使这个系统成为一个能够实现对水箱液位控制的系统。在做的过程中肯定会遇到问题，有一定的不足，在短期内无法完成对进水流量的控制，还有很多误差。总之，通过这次对过程控制系统课程的设计，使我对过程控制有了更加深入的认识，进行了理论与实践的结合，为我进入社会工作打下了很好的铺垫。在今后的日子里，我会对这门课程有更加深层次的探讨，将其充分运用到我的工作岗位。参