鍋爐汽包液位控制

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天津城建大學

課程設計任務書

2023-2023學年第2學期

控制與機械工程學院電氣工程及其自動化專業(yè)班級姓名學號課程設計名稱：過程控制設計題目：鍋爐汽包液位控制

完成期限：自2023年6月11日至2023年6月15日共1周設計依據(jù)、要求及主要內容：一、設計任務

加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)，測取溫度對象的過程為：當系統(tǒng)穩(wěn)定時，在溫度調理閥上做3%變化，輸出溫度記錄如下：t/min0270.014258.428255.22270.016257.830255.14267.018257.032255.06264.720256.534255.08262.722256.036255.010261.024255.738255.012259.526255.440255.0?/oCt/min?/oCt/min?/oC試根據(jù)試驗數(shù)據(jù)設計一個超調量?p?25%的無差控制系統(tǒng)。具體要求如下：（1）根據(jù)試驗數(shù)據(jù)選擇一定的辨識方法建立對象的數(shù)學模型；

（2）根據(jù)辨識結果設計符合要求的控制系統(tǒng)（控制系統(tǒng)原理圖、控制規(guī)律選擇等）；（3）根據(jù)設計方案選擇相應的控制儀表；（4）對設計的控制系統(tǒng)進行仿真，整定運行參數(shù)。二、設計要求

采用MATLAB仿真；需要做出以下結果：（1）超調量（2）峰值時間（3）過渡過程時間

（4）余差（5）第一個波峰值（6）其次個波峰值（7）衰減比（8）衰減率（9）振蕩頻率

（10）全部P、I、D的參數(shù)（11）PID的模型（12）設計思路

三、設計報告

課程設計報告要做到層次明了，論述明白，圖表正確，書寫工整；詳見“課程設計報告寫作要求〞。四、參考資料

[1]何衍慶．工業(yè)生產過程控制（1版）．北京：化學工業(yè)出版社，2023[2]邵裕森．過程控制工程．北京：機械工業(yè)出版社2000[3]過程控制教材

指導教師（簽字）：系主任（簽字）：批準日期：2023年6月1日

目錄

1、緒論1

1.1鍋爐的工作過程簡介11.2鍋爐汽包水位自動控制的意義11.3鍋爐液位控制的難點12、汽包鍋爐水位控制系統(tǒng)的設計2

2.1概述22.2單沖量控制系統(tǒng)22.3雙沖量控制系統(tǒng)22.4三沖量控制系統(tǒng)3

2.4.1單級三沖量控制系統(tǒng)32.4.2串級三沖量控制系統(tǒng)4

3、鍋爐汽包水位的動態(tài)特性的數(shù)學建模5

3.1給水流量作用下的動態(tài)特性53.2蒸汽流量擾動下的動態(tài)特性63.3根據(jù)所給數(shù)據(jù)進行曲線擬合6

3.3.1相關MATLAB程序及結果63.3.2控制變量的確定73.4串級三沖量的框圖84、硬件選擇94.1流量傳感器選擇9

4.2水位傳感器選擇94.3電機的選擇94.4接觸器的選擇94.5閥的開閉選擇形式95、PID參數(shù)的整定和SIMULINK仿真9

5.1串級三沖量仿