统进行了详细的设计及仿真研究。本次设计是根据实验给定的参数，用理论计算的方法整定调节器的参数，同时借助应用软件整定调节器的参数，并与单冲量给水控制系统进行分析比较。理论计算时，副回路需要用试探法，只能在仿真中进行整定而主回路要结合所学的专业课知识，用经验公式计算主副调节器的参数再用结合实际的工程整定法也就是衰减曲线法来选择调节器参数并进行仿真。设计中介绍了串级三冲量给水系统的结构组成及工作原理，接着根据理论计算，并结合工程整定方法，详细论述了系统的参数整定问题。参数整定后要使串级三冲量系统的副回路成为个快速随动系统，主回路成为个衰减率为四分之的衰减振荡系统。最后分析了水位扰动蒸汽流量扰动下的系统的性能和蒸汽流量信号丢失后的水位变化情况。关键词汽包锅炉水位串级三冲量给水控制系统应用软件内蒙古工业大学本科毕业设计说明书内蒙古工业大学本科毕业设计说明书引言第章电厂热工自动化控制的发展自动控制理论的发展经典控制理论阶段现代控制理论阶段大系统理论和先进控制理论阶段控制系统规模组成结构和硬件的发展国外些主要的系统第二章调节器的调节规律比例调节对控制性能的影响积分调节对控制性能的影响微分调节对控制性能的影响第三章单回路控制系统的介绍单回路控制系统的概述单回路控制系统各组成部分的选择对象特性对控制过程的影响对象放大系数对控制过程的影响对象时间常数对控制过程的影响单回路控制系统参数整定方法广义频率特性法工程整定法经验法动态参数法第四章汽包锅炉给水控制系统汽包锅炉简介汽包锅炉给水控制系统的任务及基本要求汽包水位的动静态特性给水流量扰动下水位的动态特性蒸汽流量扰动下水位对象的动态特性内蒙古工业大学本科毕业设计说明书炉膛热负荷扰动下水位变化的动态特性静态特性分析锅炉给水控制系统的方案汽包水位单冲量给水控制系统汽包水位双冲量给水控制系统汽包水位三冲量给水控制系统第五章串级三冲量给水控制系统及整定方法串级三冲量给水控制系统结构和工作原理串级三冲量控制系统的特点串级三冲量给水控制系统的分析副回路的分析主回路的分析蒸汽流量前馈装置的传递函数的选择第六章串级三冲量给水控制系统的仿真及分析的概述的特点热工自动控制中的应用单冲量给水控制系统参数整定和仿真单冲量给水控制系统的参数整定单冲量给水控制系统模型及仿真图串级三冲量给水控制系统参数整定和仿真副回路的仿真主回路的仿真整个系统和各种扰动量下的结构图和仿真图整个系统的仿真分析各种扰动下系统结构图和仿真图串级三冲量给水控制系统的仿真结果分析参考文献谢辞,内蒙古工业大学本科毕业设计说明书引言随着电子产品的降价及自动化生产线工艺控制连续稳定优势的凸现，越来越多的企业准备将自己的核心生产线改成全自动化生产线或者对个别关键工艺参数采用自动控制。工业应用自控技术在中国的推广使用较晚，但近年来发展较快。国内现在做汽包水位自动控制系统方面的设计公司很多，但由于能够集工艺要求自动化技术和电气技术三者于体的设计不多，所以人们清楚地认识到自动控制技术在工业应用中的重要地位和作用，在水位控制系统中，主要采用三冲量控制方案来实现锅炉汽包水位控制更是重中之重。本设计是通过了解锅炉汽包水位控制的发展并在具体分析其动静特性的基础上从单冲量控制到双冲量控制最后到三冲量控制的设计方案中择优选择了三冲量控制，具体的方案设计存在的优缺点详见下文解析。本课题的目的及意义锅炉汽包水位控制是维持锅筒水位在允许的范围内，使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量。由于锅炉的水位同时受到锅炉侧和汽轮机侧的影响，因此，当锅炉负荷变化或汽轮机用汽量变化时，通过给水调节系统保持锅炉的水位正常是保证锅炉和汽轮机安全运行的重要条件。水位过高或过低，都是不允许的。水位过高会影响汽水分离器的正常工作，严重时会导致蒸汽带水增加，使过热器管壁和汽轮机叶片结垢，造成事故锅炉出口蒸汽带水过多还会使过热蒸汽温度产生急剧变化。水位过低，则会破坏正常水循环，危及水冷壁受热面的安全。本设计的目的是采用串级三冲量给水控制系统控制汽包水位，使其平稳运行，并通过仿真，证明所设计的系统可以很好的克服系统的内外扰动，实现汽包锅炉水位控制的要求。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第章电厂热工自动化控制的发展自动控制理论及工程应用的发展至今已有多年的历史，随着现代科学技术的飞速发展，自动控制系统应用范围也越来越广泛。电厂热工系统更不例外主要表现在系统越来越大，高参数大容积，除了对控制硬件提出了高可靠性要求之外，对控制理论也不断提出新要求，希望能不断解决新出现的控制难题，自动控制的发展主要包括两个方面控制理论的发展控制系统规模及组成结构和硬件的发展自动控制理论的发展经典控制理论阶段上世纪年代前发展的控制理论被称为古典控制理论。它主要研究的自动控制系统为线性定常系统，被控对象集中于系统。经典控制理论所采用的方法通常是以传递函数频率特性根轨迹分布为基础的波德图法和根轨迹法，包括各种稳定性判据和对数频率特性。现代控制理论阶段年代以后发展起来的现代控制理论主要研究系统。系统可以是线性或非线性的，定常或时变的。它采用状态方程代替经典理论中的个高阶微分方程式来描述系统，并且系统中各个变量均为时间的函数，因而属于时域分析方法。采用状态方程的好处是可以研究系统的内部特性，可以分析系统的本质。主要内容包括系统运动状态的描述和能控性能观性分析李亚谱诺夫稳定性理论和李亚谱诺夫函数，系统识别和卡尔曼滤波理论非线性系统控制系统最优控制及自适应控制大系统理论和先进控制理论阶段前两个阶段的控制理论的发展与应用，主要讨论存在数学模型的自动控制系统，但是对于那些不具有数学模型或很难找到数学模型的被控对象，应用经典控制理论的方法等无法解决。但是，由于计算机技术的快速发展和价格的下降，使计算机的应用领域越来越宽，先进控制日益发展和应用起来了。先进控制主要包括自适应控制预测控制智能控制鲁棒控制等。人工智能学科的发展促进了自动控制理论向着智能控制方向发展，而智能控制和具有智能化的自动控制系统又是人工智能的个既有广内蒙古工业大学本科毕业设计说明书泛应用前景的研究领域。年代末开始的智能控制理论和大系统理论的研究与应用，是现代控制论在深度上和广度上的开拓，因此在控制工程界受到极大的关注，主要包括专家系统神经网络和模糊控制学习控制等。智能控制具有如下特点以专家和熟练操作工人的知识为基础进行推理判断预测和规划，采用符号信息处理启发式程序设计，知识表示和自学习推理与决策的智能化技术，实现问题的综合性求解。先进控制离不开前两个阶段的控制理论，只是把自动控制理论推向个更深化的崭新阶段。控制系统规模组成结构和硬件的发展初级阶段本世纪年代前后，热工生产过程主要是凭生产实践经验，局限于般的控制元件和机电式控制仪器，采用较笨重的基地式仪表实现机炉电各自的分散的局部自动控制。各控制系统之间没有或很少有联系，应用的理论是经典控制理论。常规仪表阶段年代末及以后十年间，随着仪表工业大力发展，先后出现了电动单元仪表和巡回监测装置，这些高性能的仪表广泛应用于热工过程，且机组容量增大，对效率及安全的要求越来越突出，因此热工控制的要求和精度变得越来越高。要求实现把机炉作为单元整体来进行集中控制，仪表盘表装在起监视，从而使机炉启停更为协调，对提高设备效率和强化生产过程有所促进。此时所用的仪表有电动及组装仪表。理论发展主要是处于经典控制理论阶段，但也开始考虑最优控制等，各种型仪表广泛应用于水位控制中。大型自动化阶段年代至今，由于集成电路及计算机技术的飞速发展，实现了过程控制最优化与管理调度自动化相结合的分散计算机控制，目前火电发电厂都发展到了管理决策财务生产过程体化的阶段，整个机组的生产过程的控制只是其中的个子系统。采用集中分散型计算机控制系统，它把各系统之间厂级管理调度等用大型计算机进行集中管理，而各个子回路分散控制，充分发挥了集中控制和分散控制各自的优点，是种比较合理的新型计算机控制系统。随着这个过程，控制理论的应用有了新的发展，各种先进控制技术也能广泛应用于热工过程。水位控制的模式主要是三冲量，但是先进控制技术也应用到水位控制中来，如自适应控制预测控制模糊控制还有可以用神经网络进行控制。甚至应用建模技术，可以对过程实时建模，更加提高了控制效果。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书国外些主要的系统国外系统经过几十年的发展，计算机集散控制系统已被广泛应用于包括电厂在内的诸多工业部门。目前，世界上约有多家公司生产近百种简单控制系统的商业产品。比较有名的如美国的以及日本的横河北辰日立东芝德国的等多跨国公司。这些成熟的系统都有可靠的性能，都有对于专门的生产过程发展的系统，可以很方便任意的组态，里面都包含了几乎所有的控制算法，用户可以根据现场情况实现自己的控制策略。由于这些系统的良好的开放性，用户可以在此基础上作二次开发，把最新的技术应用到自己的系统中来，增强原系统的功能。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第二章调节器的调节规律调节规律是指调节器输出信号与其输入信号之间的动态关系，从理论上说可有各种形式的函数关系，然而在实践中总结出比例调节规律积分调节规律微分调节规律三种基本调节规律，广为采用。三种调节规律的组合可设计出多种调节规律的调节器，如比例调节器比例积分调节器比例积分微分调节器等。调节器作为控制系统组成部分之，其动态特性对控制过程有着很大的影响，因为对象的特性是不容易改变的。本章内容的重点是分析和比较不同调节规律的调节器的控制效果。比例调节对控制性能的影响所谓比例调节规律，是指调节器输出的控制作用与其偏差输入信号之间成比例关系，即其中比例增益。比例