項(xiàng)目一 鍋爐燃燒過程控制系統(tǒng)仿真

1、項(xiàng)目一 鍋爐燃燒過程控制系統(tǒng)仿真姓名：張曉曉 學(xué)號(hào)：201201030501 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化已知控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)：實(shí)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Pm>0°或幅值裕度Gm>1，表示系統(tǒng)穩(wěn)定。（1） 燃料流量系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型：G(s) = 的伯德圖：求它在不同的Kp（0.1,0.3,0.5,1,2,3）取值下閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，（2）、（3）同理。 G0=tf(54,12,1); %分子數(shù)值54：e的四舍五入取整為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） 空氣流量數(shù)學(xué)模型G(s) = 的伯德圖： 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）引風(fēng)量與負(fù)壓關(guān)系模型G(s) = 的伯德圖：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、控制系統(tǒng)參數(shù)整定 （1）燃料控制系統(tǒng)參數(shù)整定

3、為使系統(tǒng)無靜差，燃料流量調(diào)節(jié)器采用PI形式 ，即：Gc(s) = Kp+，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)等幅震蕩，即系統(tǒng)臨界穩(wěn)定狀態(tài)。系統(tǒng)臨界振蕩仿真框及其振蕩響應(yīng)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%的超水量。思路：先使ki=0，在單位階躍信號(hào)下，調(diào)整Kp使系統(tǒng)等幅震蕩，即系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。記錄此時(shí)的震蕩周期Tc，比例系數(shù)Kc。則Kp=kc/2.2,Ki=kp/(0.8Tc)。 （2）蒸汽壓力控制系統(tǒng)參數(shù)整定（采用PI形式）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

4、： 由仿真結(jié)果可以看出，系統(tǒng)響應(yīng)超調(diào)量約為50%。此時(shí)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器最簡單，工程上系統(tǒng)響應(yīng)速度和穩(wěn)定程度一般。（3）空氣流量控制系統(tǒng)參數(shù)整定空氣流量控制系統(tǒng)的整定方法和燃料流量控制參數(shù)整定方法類似調(diào)節(jié)Kp=1.45，Ki=0.1，系統(tǒng)響應(yīng)如圖所示，可見系統(tǒng)有約2%的超調(diào)量。（4）爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)參數(shù)整定負(fù)壓控制系統(tǒng)的整定方法和燃燒流量控制參數(shù)整定方法類似。調(diào)節(jié)Kp=0.45，Ki=0.085，系統(tǒng)響應(yīng)如圖所示，可見系統(tǒng)有約5%的超調(diào)量。（5）負(fù)壓控制系統(tǒng)前饋補(bǔ)償整定 采用動(dòng)態(tài)前饋整定，其前饋補(bǔ)償函數(shù)為：G(s)=3、控制系統(tǒng)仿真 設(shè)其為無干擾仿真，設(shè)定蒸汽壓力值為6，爐膛負(fù)壓值為5 。仿真框圖及結(jié)果如圖所示：4、魯棒性分析 5、仿真結(jié)果綜合分析比較在仿真階段，采用的控制方法是應(yīng)用最廣泛的PI控制，最終都使波形達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)。仿真中分了有擾動(dòng)和無擾動(dòng)兩種不同的情況進(jìn)行，擾動(dòng)為幅值±0.1的隨機(jī)擾動(dòng)，可以看到在有擾動(dòng)的情況下，穩(wěn)定性變差。但Tp,Ts和超調(diào)量均無明顯變化。系統(tǒng)基本符合要