主汽溫控制系統(tǒng)仿真

1、第二節(jié)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)計(jì)算機(jī)仿真是指以計(jì)算機(jī)為主要工具，運(yùn)行真實(shí)系統(tǒng)或預(yù)研系統(tǒng)的仿真模型，通過對(duì)計(jì) 算機(jī)輸出信息的分析與研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和演化規(guī)律的綜合評(píng)估與預(yù)測。它是 分析評(píng)價(jià)現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)或設(shè)計(jì)優(yōu)化未來系統(tǒng)性能與功能的一種技術(shù)手段，在工程設(shè)計(jì)、 電力工業(yè)、航空航天、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)管理、生態(tài)環(huán)境、通訊網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)集成等領(lǐng)域中有 著廣泛的應(yīng)用。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真是一門以系統(tǒng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、系統(tǒng)工程理論、隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論、 隨機(jī)過程理論、概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和時(shí)間序列分析等多個(gè)學(xué)科理論為基礎(chǔ)的、以工程系統(tǒng)和 各類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)為主要處理對(duì)象的、以數(shù)學(xué)模型和數(shù)字計(jì)算機(jī)為主要研究工具的新興的邊

2、緣學(xué)科。它屬于技術(shù)科學(xué)的范疇。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的目的是通過對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真模型運(yùn) 行過程的觀察和統(tǒng)計(jì)，獲得系統(tǒng)仿真輸出和掌握模型基本特性，推斷被仿真對(duì)象的真實(shí)參數(shù) （或設(shè)計(jì)最佳參數(shù)），以期獲得對(duì)仿真對(duì)象實(shí)際性能的評(píng)估或預(yù)測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 與結(jié)構(gòu)的改善或優(yōu)化。根據(jù)仿真過程中所采用計(jì)算機(jī)的類型不同，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真可分為模擬機(jī)仿真、數(shù) 字機(jī)仿真和模擬一數(shù)字混合機(jī)仿真。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是并行處理機(jī)和并行 處理技術(shù)的研究與發(fā)展，數(shù)字仿真成為了計(jì)算機(jī)仿真的主流。建立適合于研究并能較好地體現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)各關(guān)鍵特征的模型是系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)。模型分 析方法是現(xiàn)代科學(xué)的基本研究方法之一，它通

3、過對(duì)實(shí)際系統(tǒng)抽象的或本質(zhì)的描述，構(gòu)造出與 實(shí)際系統(tǒng)之間存在同構(gòu)或同態(tài)關(guān)系的、簡化的數(shù)學(xué)模型或物理模型，以模型分析與模型實(shí)驗(yàn) 為基礎(chǔ)，達(dá)到對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)、控制和優(yōu)化。根據(jù)研究對(duì)象、表示方式和使用途徑不同，系統(tǒng)模型有多種不同分類體系。一般地，從 表示方式可劃分為物理模型和數(shù)學(xué)模型，計(jì)算機(jī)仿真中主要采用系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。系統(tǒng)數(shù)學(xué)模 型根據(jù)時(shí)間關(guān)系可劃分為靜態(tài)模型、連續(xù)時(shí)間動(dòng)態(tài)模型、離散時(shí)間動(dòng)態(tài)模型和混合時(shí)間動(dòng)態(tài) 模型。根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)描述及其變化方式，可劃分為連續(xù)變量系統(tǒng)模型和離散事件系統(tǒng)變化 模型。目前，面向系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)既涵蓋了連續(xù)變量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的仿真也涉及離散事件動(dòng) 態(tài)系統(tǒng)的仿真。在連續(xù)變量系

4、統(tǒng)模型中，系統(tǒng)各主要因素之間變化關(guān)系以及系統(tǒng)的演化規(guī)律 主要采用方程式描述。例如，微分方程、偏微分方程、差分方程、回歸方程等。對(duì)于離散事 件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，由于系統(tǒng)狀態(tài)的變化域?yàn)殡x散空間，狀態(tài)變化發(fā)生在一串難以預(yù)知的離散 時(shí)間點(diǎn)上，因而難以建立定量變化關(guān)系方程，主要采用以網(wǎng)絡(luò)圖為基礎(chǔ)的各類流圖模型。電廠機(jī)組的各種不同熱力系統(tǒng)都是由一些熱力設(shè)備，如換熱器、風(fēng)機(jī)、水泵、閥門、容 器等經(jīng)過管道連接而成，形成一個(gè)個(gè)流體網(wǎng)絡(luò)。熱力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程不僅取決于各熱力設(shè)備 本身的特性，即設(shè)備模塊;還取決于這些設(shè)備的連接方式，即拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因此流體網(wǎng)絡(luò)建模 技術(shù)成為電廠仿真中的一項(xiàng)重要技術(shù)。本次課題研究的目的在于利用

5、本軟件系統(tǒng)進(jìn)行電廠自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)整定，因側(cè)重點(diǎn) 不同，在這里，就不再關(guān)于系統(tǒng)建模問題進(jìn)行展開論述。本章中凡遇到需要建模的問題，將 直接給出模型，而不再討論具體建模過程。第三節(jié)導(dǎo)前氣溫微分信號(hào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用中間被調(diào)量微分信號(hào)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)概述對(duì)于時(shí)間常數(shù)大、階次高和遲延大的對(duì)象，為了改善其調(diào)節(jié)品質(zhì)，可以采用引入中間被 調(diào)量微分信號(hào)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。例如過熱氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中間被調(diào)量就是減溫器后的氣溫，氣 溫調(diào)節(jié)器除接受過熱器出口溫度信號(hào)外，還同時(shí)接受減溫器后氣溫的微分信號(hào)。圖5-1表示 采用中間被調(diào)量微分信號(hào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方框圖。5-1果用中闕被調(diào)量微分信號(hào)的訓(xùn)節(jié)系統(tǒng)這個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)是，調(diào)節(jié)器除了接受調(diào)節(jié)對(duì)象

6、的主被調(diào)量信號(hào)外，還接受一個(gè)中間被調(diào)量的 微分信號(hào)。由于中間被調(diào)量的響應(yīng)比主被調(diào)量快，因此，這個(gè)微分信號(hào)起著導(dǎo)前作用，以補(bǔ) 償主被調(diào)量的滯后。/在穩(wěn)態(tài)時(shí)，中間被調(diào)量微分信號(hào)等于零，調(diào)節(jié)器維持主被調(diào)量為規(guī)定 值。設(shè)圖5-1中調(diào)節(jié)對(duì)象工的傳遞函數(shù)為Gol (s)，調(diào)節(jié)對(duì)象II的傳遞函數(shù)為Got (s)，調(diào)節(jié) 器的傳遞函數(shù)為Gr (s)，微分器的傳遞函數(shù)為Gd (s)，令g鏟切等敷上調(diào)節(jié)野的傳遂用Kt為或(加以沮(加育警江 1 +/jj從上面兩式可以看出，等效主調(diào)節(jié)器是比例積分型的，等效副調(diào)節(jié)器是比例積分一比例微分 混合型的。如果TiTd，則近似于比例微分型:如果TdTi，則近似于比例微分型:如果T

7、i=Td, 則是比例型的。如果在副回路中存在著頻率較高的干擾，致使中間被調(diào)信號(hào)含有高頻成分，那么由于 微分器對(duì)于高頻干擾信號(hào)沒有抑制作用，而有放大作用，所以不宜采用具有中間被調(diào)量微分 信號(hào)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。5. 3. 2過熱氣溫調(diào)節(jié)的任務(wù)、調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性及調(diào)節(jié)方案過熱蒸汽溫度是鍋爐運(yùn)行質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。過熱蒸汽溫度過高或過低都會(huì)顯 著的影響電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性。過熱蒸汽溫度過高，可能造成過熱器、蒸汽管道和汽輪機(jī) 的高壓部分金屬損壞;過熱蒸汽溫度過低，會(huì)引起電廠熱耗上升，并使汽輪機(jī)軸向推力增大 而造成推力軸承過載，還會(huì)引起汽輪機(jī)末級(jí)蒸汽適度增加，從而降低汽輪機(jī)的內(nèi)效率，加劇 對(duì)葉片的侵蝕。所以，

8、在鍋爐運(yùn)行中，必須保持過熱氣溫穩(wěn)定在穩(wěn)定值附近。一般要求過熱器溫與規(guī) 定值的暫時(shí)偏差不超過士 10 0C，長期偏差不超過土 5 0C o過熱蒸汽溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)使鍋爐 自動(dòng)調(diào)節(jié)的困難任務(wù)之一，主要是因?yàn)椋涸斐蛇^熱蒸汽溫度變化的擾動(dòng)因素很多，而各種擾動(dòng)之間又互有影響，使對(duì)象的動(dòng) 態(tài)過程很復(fù)雜。鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與自動(dòng)調(diào)節(jié)的要求存在一定矛盾。為使調(diào)節(jié)作用的遲延最小，希望把 減溫器布置在過熱器的出口或盡量接近出口;但從過熱器的金屬壁溫不超過允許值的安全角 度出發(fā)，則希望把減溫器布置在某段過熱器的入口，以便保護(hù)過熱器。調(diào)節(jié)對(duì)象和測溫元件的遲延比較大，測溫元件又有較大的慣性，這樣在擾動(dòng)發(fā)生之 后，溫度不能立即發(fā)

9、生變化，因此要保持很小的蒸汽溫度偏差是很困難的。過熱氣溫調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性是指引起過熱氣溫變化的擾動(dòng)與氣溫之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。 引起過熱蒸汽溫度變化的原因包括蒸汽流量變化、燃燒工礦變化、進(jìn)入過熱器的蒸汽溫度變 化、流過過熱器的煙氣的溫度和流速變化等。歸結(jié)起來，過熱氣溫調(diào)節(jié)對(duì)象的擾動(dòng)主要來自 三個(gè)方面:蒸汽流量變化（符合變化），加熱煙氣的熱量變化和減溫水流量變化（過熱器入口氣 溫變化）。從過熱氣溫動(dòng)態(tài)特性的角度考慮，改變煙氣側(cè)參數(shù)（改變煙溫或煙氣流速）的調(diào)節(jié)手 段是比較理想的，但具體實(shí)現(xiàn)比較困難，所以一般很少被采用。噴水減溫對(duì)過熱器的安全運(yùn) 行比較有利，所以盡管對(duì)象的調(diào)節(jié)特性不夠理想，但還是目前被廣

10、泛采用的過熱蒸汽溫度調(diào) 節(jié)方法。采用噴水減溫時(shí)，由于對(duì)象調(diào)節(jié)通道有較大的延遲和慣性以及運(yùn)行中要求有較小的 氣溫控制偏差，所以采用單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)往往不能獲得較好的調(diào)節(jié)品質(zhì)。針對(duì)過熱氣溫調(diào)節(jié) 對(duì)象調(diào)節(jié)通道慣性遲延大、被調(diào)量信號(hào)反饋慢的特點(diǎn)，應(yīng)該從對(duì)象的調(diào)節(jié)通道中找出一個(gè)比 被調(diào)量反應(yīng)快的中間點(diǎn)信號(hào)作為調(diào)節(jié)器的補(bǔ)充反饋信號(hào)，以改善對(duì)象調(diào)節(jié)通道的動(dòng)態(tài)特性， 提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量。目前采用的過熱蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要有兩種方案:采用導(dǎo)前氣溫的微分信號(hào)作為 補(bǔ)充信號(hào)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案和串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案。本節(jié)我們將介紹前一種方案，關(guān)于串級(jí)調(diào)節(jié) 系統(tǒng)方案，我們將在下一節(jié)中給予詳細(xì)介紹。5. 3. 3采用導(dǎo)前氣溫微

11、分信號(hào)的雙回路氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有導(dǎo)前微分信號(hào)的雙沖量氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，也叫雙沖量氣溫自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)如 圖5-1所示。這個(gè)系統(tǒng)引入了導(dǎo)前氣溫的微分信號(hào)作為調(diào)節(jié)器的補(bǔ)充信號(hào)，以改善調(diào)節(jié)質(zhì)量。 因?yàn)閑l和02的變化趨勢是一致的，且el的反應(yīng)比e2快得多，因此它能迅速的反映02的 變化趨勢。引入了。1的微分信號(hào)后，將有助于調(diào)節(jié)器的動(dòng)作快速性。在動(dòng)態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)器將 根據(jù)d e 1/dt和02與82的給定值之間的偏差而動(dòng)作;但在靜態(tài)時(shí)，d e 1/dt信號(hào)消失，過熱氣 溫e2必然等于給定值。如果不采用導(dǎo)前信號(hào)e1的微分信號(hào)a e 1/dt，則在靜態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)器 將保持e 1+e2等于給定值，而不能保持e2等于

12、給定值。采用導(dǎo)前氣溫微分信號(hào)的雙回路氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖如圖5-2所示:這個(gè)系統(tǒng)包括兩個(gè)閉合的調(diào)節(jié)回路:一個(gè)是由對(duì)象調(diào)節(jié)通道的導(dǎo)前區(qū)G1 （s）、導(dǎo)前氣溫 變送器Y 01、微分器Gd (s)、調(diào)節(jié)器Gr (s)、執(zhí)行器Kz和減溫水調(diào)節(jié)閥Ku組成的副回路; 另一個(gè)是由對(duì)象調(diào)節(jié)通道的惰性區(qū)G2 (s)、主氣溫變送器r e2、和副回路組成的主回路。加入導(dǎo)前氣溫微分信號(hào)可改善調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。對(duì)于上圖所示的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)去 掉導(dǎo)前氣溫的微分信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)就成為單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)對(duì)象的慣性遲延較大。當(dāng)系統(tǒng) 加入導(dǎo)前氣溫微分信號(hào)之后，調(diào)節(jié)器將同時(shí)接受兩個(gè)輸入信號(hào)，系統(tǒng)也成了雙回路結(jié)構(gòu)。但 對(duì)這個(gè)雙回路系統(tǒng)作

13、適當(dāng)?shù)淖儞Q后，發(fā)現(xiàn)仍可把它當(dāng)作一個(gè)單回路系統(tǒng)來處理，如圖5-3所 示。只是此時(shí)由于微分信號(hào)的引入改變了調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。這個(gè)新的等效調(diào)節(jié)對(duì)象的輸 入仍然是減溫水流量信號(hào)W,l，但輸出信號(hào)為用3用微分信號(hào)改交調(diào)節(jié)肘尊特性的方樞閨 單回路系統(tǒng)方柢幽：5職回玲系弱的等效力根囹W節(jié)對(duì)象的M速函虹可以根乩方框留案徹琳)=黯莓)?沖)+查打入)在靜態(tài)時(shí)，微分器輸出為零，所以等效調(diào)節(jié)對(duì)象的輸出8z，二8z;在動(dòng)態(tài)過程中，等效 調(diào)節(jié)對(duì)象的輸出中除了主氣溫信號(hào)e:外，還疊加導(dǎo)前氣溫的微分信號(hào)d e /dt。由于e:的慣 性遲延比e:要小得多，因而等效對(duì)象的輸出e:，的慣性遲延比e:的小得多。因此，加入導(dǎo)前 氣

14、溫微分信號(hào)的作用可以理解為改變了調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。等效調(diào)節(jié)對(duì)象在減溫水流量擾 動(dòng)下的輸出ez，比主氣溫e:的動(dòng)態(tài)響應(yīng)有很大的改善。所以，在調(diào)節(jié)對(duì)象慣性遲延比較大 的情況下導(dǎo)前氣溫微分信號(hào)的雙回路氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)遠(yuǎn)比單回路氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)為 好。5. 3. 4導(dǎo)前氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)子模塊本小節(jié)將介紹本套軟件系統(tǒng)中電廠典型自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)模塊中的導(dǎo)前氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)子模 塊。在圖2-7所示的主界面下，通過鼠標(biāo)單擊電廠調(diào)節(jié)系統(tǒng)菜單下的導(dǎo)前氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)子菜 單，或者在按鈕區(qū)點(diǎn)擊電廠典型調(diào)節(jié)系統(tǒng)下拉按鈕框中的導(dǎo)前氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，都可以進(jìn)入如 圖5-4所示的仿真環(huán)境。-LD1 xl牡.叮器漓下囂Hs E 也哼額zkt

15、心I 田hi TfiQl：f處（1+時(shí)G*）七隊(duì)嶺隋5 i果用導(dǎo)前氣部袖分信號(hào)的雙問格氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)廿0圖在.圖所示的彷-色邦境下.國h削象導(dǎo)前區(qū)和的節(jié)對(duì)遂情性區(qū)的數(shù)學(xué)模型分別為主氣汨調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖（尋前調(diào)節(jié)方式）主氣周圭ii器瑚5城得永世市閥調(diào)估嗣象導(dǎo)前區(qū)上述兩個(gè)環(huán)節(jié)均利用S IMIJL工NK的封裝機(jī)制封裝好成子系統(tǒng)，用戶如需更改數(shù)學(xué)模 型設(shè)置，可選擇“Edii”菜單下的“Look Under Mask”選項(xiàng)，或者使用快捷鍵Ctrl+U，將 出現(xiàn)封裝的子系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，用戶可根據(jù)需要進(jìn)行修改。如果需要設(shè)置其他環(huán)節(jié)的參數(shù)， 可直接用鼠標(biāo)雙擊該環(huán)節(jié)，在彈出的屬性設(shè)置對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置。在采用導(dǎo)前微分信

16、號(hào)的雙回路系統(tǒng)中，需要整定的參數(shù)有微分器的k。和T。值，以及 調(diào)節(jié)器的T:和6值。具體的整定方法這里不再加以詳細(xì)介紹，使用者可以根據(jù)自己的習(xí)慣 采用“補(bǔ)償法”或其他方法。使用者也可以在整定參數(shù)過程中，進(jìn)一步理解各參數(shù)的變化對(duì) 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。星S-S呆沖導(dǎo)苗溫微分帽號(hào)咧歷系氐的彷直如圖所示，主氣沿在擾動(dòng)下的詢差只有3琢右而FL調(diào)節(jié)時(shí)間在三汾鐘內(nèi)就達(dá)射了穩(wěn) 淀圾布.故此謫節(jié)系統(tǒng)出色的完成鍋爐蒸汽溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)任務(wù).當(dāng)然，使用者還可以在此甚 曲之上進(jìn)一步遍軒勘放紋定工作，以就將史加令人泄意的訓(xùn)t效建“第四節(jié)電站主氣溫串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)5. 4. 1串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)概述串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)較好，它在熱工自

17、動(dòng)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于時(shí)間常 數(shù)較大，階次較高和有較大延遲的調(diào)節(jié)對(duì)象，在某些場合下即使采用PID調(diào)節(jié)規(guī)律依然不 能得到滿意的調(diào)節(jié)品質(zhì)，這是可以采用串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。系統(tǒng)中除了主被調(diào)量外，還有一個(gè)輔 助被調(diào)量，輔助被調(diào)量對(duì)調(diào)節(jié)作用的響應(yīng)要比較迅速。例如鍋爐過熱氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)減溫 水量改變后，過熱氣溫的變化較慢，減溫器出口氣溫的變化較快，這時(shí)就可以把減溫器出口 氣溫作為過熱氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的輔助被調(diào)量，形成一個(gè)調(diào)節(jié)回路，構(gòu)成串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。申教調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖如新5/所頑,俚5-6申象調(diào)節(jié)系統(tǒng)的幼構(gòu)方蜓隈它與單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的區(qū)別在于有兩個(gè)調(diào)節(jié)器，有兩個(gè)閉合回路。有調(diào)節(jié)單元I、執(zhí)行 器、調(diào)節(jié)對(duì)

18、象I和測量單元I構(gòu)成的回路稱為副回路（或稱內(nèi)回路），調(diào)節(jié)單元I稱為副調(diào)節(jié) 器，調(diào)節(jié)對(duì)象I的輸出信號(hào)稱為輔助被調(diào)量。有調(diào)節(jié)單元II,副回路、調(diào)節(jié)對(duì)象II和測量單 元II構(gòu)成的回路稱為主回路（或稱外回路），調(diào)節(jié)單元II稱為主調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)對(duì)象II的輸出信號(hào)稱為主被調(diào)量，調(diào)節(jié)對(duì)象I和調(diào)節(jié)對(duì)象II統(tǒng)稱是系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對(duì)象。串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)：對(duì)副回路所受到的擾動(dòng)具有很強(qiáng)的克服能力。從圖5-6可以看出，進(jìn)入副回路的擾動(dòng) 為U1，主被調(diào)量對(duì)擾動(dòng)U1的響應(yīng)比較慢，輔助被調(diào)量對(duì)擾動(dòng)U1的響應(yīng)相當(dāng)快。如果沒有 副回路，擾動(dòng)U1的影響就需要由主被調(diào)量的變化通過主調(diào)節(jié)器來克服。如果具有副回路， 擾動(dòng)U1的影響就可以

19、很快的由輔助被調(diào)量的變化通過輔助調(diào)節(jié)器來加以克服。由于副回路起了改善調(diào)節(jié)對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的作用，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。串 級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上區(qū)別于單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要標(biāo)志就是用一個(gè)閉合的副回路代替原來 的一部分對(duì)象。在設(shè)計(jì)串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，必須遵循下列兩條原則:一個(gè)原則是副回路必須是 快通道，包含在副回路中的調(diào)節(jié)對(duì)象時(shí)間常數(shù)要盡量小于包含在主回路中的調(diào)節(jié)對(duì)象時(shí)間常 數(shù)，也就是說，副回路的通頻帶要高于主回路的通頻帶，如果副回路對(duì)象時(shí)間常數(shù)與主回路 對(duì)象時(shí)間常數(shù)相差無幾，串級(jí)調(diào)節(jié)的副回路就起不到改善調(diào)節(jié)品質(zhì)的作用，系統(tǒng)還可能因?yàn)?主回路和副回路的通頻帶相近而產(chǎn)生共振;另一個(gè)原則就是盡可能的把激劇

20、的擾動(dòng)納入副回 路中，因?yàn)楦被芈穼?duì)擾動(dòng)能及時(shí)克服或削弱擾動(dòng)的影響。對(duì)于電廠中的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，生產(chǎn)過程的要求是被調(diào)量等于給定值，而對(duì)輔助被調(diào)量則 沒有嚴(yán)格的要求。針對(duì)這種情況，副調(diào)節(jié)器應(yīng)該選用P作用或者PD作用，使內(nèi)回路盡快地 消除擾動(dòng)，以減少擾動(dòng)對(duì)被調(diào)量的影響(實(shí)現(xiàn)粗調(diào));而主調(diào)節(jié)器一般選用PI或者PID作用， 使穩(wěn)態(tài)被調(diào)量等于給定值。如圖5-7所示為平教調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方機(jī)圖.圖*7吊綴調(diào)節(jié)系墟的方框圖瞄g Wal(s)一主譴節(jié)游.刷苦宵器的竹通函思 尬處一咋節(jié)磐象字前區(qū)的悟通函數(shù)：Wo2 魂節(jié)汨決情性區(qū)的傳遞函數(shù)I W映(sj W阻動(dòng)一一調(diào)節(jié)我象的傳述函鴕Wh2(S).幡1($割量單元的怡述函眺

21、：Wu2(s). Wul(s)調(diào)書對(duì)家的被調(diào)量y和輔助械調(diào)散ya注擾動(dòng)作用下的柱遞函數(shù)，國48 過給氣渤審級(jí)職節(jié)系統(tǒng)串級(jí)氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖5-8為過熱氣溫串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖。氣溫調(diào)節(jié)對(duì)象由減溫器和過熱器組成，減溫水流 量W.l為對(duì)象調(diào)節(jié)通道的輸入信號(hào)，過熱器出口氣溫為輸出信號(hào)。為了改善調(diào)節(jié)品質(zhì)，系統(tǒng) 中也采用減溫器出口處氣溫作為輔助調(diào)節(jié)信號(hào)。過熱蟄 活溫果過熱器7VOrW4*Dp-I對(duì)于串級(jí)氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，都是優(yōu)于單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的。(1)擾動(dòng)發(fā)生在副回路內(nèi)，無論擾動(dòng)發(fā)生在副調(diào)節(jié)回路還是發(fā)生在主調(diào)節(jié)回路，其調(diào)節(jié)品質(zhì)例如當(dāng)減溫水流量WJ 發(fā)生自發(fā)性波動(dòng)(可能是減溫水壓力或蒸汽壓力改變)而引起減溫水流量擾動(dòng)變

22、化時(shí)，對(duì)于單 回路氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由于沒有副調(diào)節(jié)回路去迅速消除wJ的波動(dòng)，所以必然要影響到主氣溫 的穩(wěn)定;對(duì)于串級(jí)氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由于有副回路的存在，而且導(dǎo)前區(qū)的慣性又很小，副調(diào)節(jié) 器將能及時(shí)動(dòng)作，快速消除掉減溫水流量的自發(fā)性波動(dòng)，從而使過熱氣溫基本不變。(2)擾動(dòng)發(fā)生在副回路以外，引起過熱氣溫偏離給定值時(shí)，串級(jí)系統(tǒng)首先由主調(diào)節(jié)器改變 其輸出信號(hào)，通過副調(diào)節(jié)回路去改變減溫水流量，使過熱氣溫恢復(fù)到給定值。這時(shí)，主調(diào)節(jié) 器的調(diào)節(jié)對(duì)象的慣性遲延比采取單回路氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)的調(diào)節(jié)對(duì)象的要小。因此在這種情況 下，串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)解質(zhì)量還是高于單回路系統(tǒng)的?？梢?，在串級(jí)氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，副回路的任務(wù)是盡快消除減溫

23、水流量的自發(fā)性擾動(dòng)和其 他進(jìn)入副回路的各種擾動(dòng)，對(duì)過熱氣溫的穩(wěn)定起粗調(diào)作用。氣溫系統(tǒng)的副調(diào)節(jié)器一般采用比 例調(diào)節(jié)器，主調(diào)節(jié)器的任務(wù)是保持過熱氣溫等于給定值，可采用比例積分或者比例積分微分 調(diào)節(jié)器。5. 4. 2主氣溫串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)子模塊本小節(jié)將介紹本套軟件系統(tǒng)中電廠典型自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)模塊中的主氣溫串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 子模塊。在圖2-7所示的主界面下，通過鼠標(biāo)單擊電廠調(diào)節(jié)系統(tǒng)菜單下的主氣溫串級(jí)調(diào)節(jié)系 統(tǒng)子菜單，或者在按鈕區(qū)點(diǎn)擊電廠典型調(diào)節(jié)系統(tǒng)下拉按鈕框中的主氣溫串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，都可 以進(jìn)入如圖5-9所示的仿真環(huán)境。圖5羽主氣溫串級(jí)調(diào)節(jié)素統(tǒng)姑真圖軍站王氣涇串級(jí)道節(jié)系蜿方推圖E 11留所示的切真站境下，導(dǎo)前區(qū)和悟性區(qū)對(duì)象的數(shù)學(xué)模呈勺圖5仿氏環(huán)境下的對(duì)弊數(shù) 學(xué)模型相同.怛在本次仿真中加入外擾，外擾(即燃燒率攪動(dòng)的牡學(xué)模卯為二岐(加一 蝦/ ! + 20j封霰過的子系統(tǒng)與其他環(huán)節(jié)的具體沒置現(xiàn)節(jié)參.號(hào)導(dǎo)前氣醍微分朋節(jié)系埴的趾置方沌。參選整定后的彷賓粘果圖如圖S-2所術(shù)，IE51O主氣溫串圾調(diào)腎系統(tǒng)做且結(jié)果圖如上司所術(shù).主氣溫在就動(dòng)下的偏是只有KG1C五若，而且調(diào)節(jié)時(shí)間在四分扣右達(dá)到了 崔定就擊.可見，甲M調(diào)節(jié)系統(tǒng)比導(dǎo)前代混微分信號(hào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)疫果里好，不過，有系統(tǒng) 仿其囹可以看