的阶跃响应曲线Р 由仿真结果可以看出,对象为自稳定系统,无超调,但调节时间较长。故所选择的控制器应具有快速性的特点,使系统尽快达到期望值。Р三、调节器的设计及整定Р3.1系统的设计Р在该系统中给水压强P和蒸汽流量D为主要的扰动,锅炉中的液位L作为被控量。给水控制系统若采用以水位为被调量的单回路系统, 控制过程中水位将出现较大的动态偏差, 给水流量波动较大。因此应考虑将给水流量作为副控对象,另外,控制对象在蒸汽负荷扰动(外扰)时,存在“虚假水位”现象,因此在扰动的初始阶段,调节器将使给水流量向与负荷变化相反的方向变化,加剧了锅炉进、出流量的不平衡。因此应采用以蒸汽流量D为前馈信号的前馈控制,从而能够根据对象在外扰下虚假水位的严重程度来适当加强蒸汽流量信号的作用强度,以改善蒸汽负荷扰动下的水位控制品质。这样将系统组成一个串级三冲量控制系统。其原理框图及其仿真图如下。Р图4 、锅炉进水流量原理框图Р图5、进水流量控制器的仿真原理图Р3.2系统整定过程Р按4:1衰减曲线法整定运行参数。Р两步整定法进行整定:Р①整定主环。主副回路闭合,并将主调比例带δ设为100%,按单回路整定得到衰减率ψ=0.75时的比例带和副被调量的振荡周期。Р②整定副环。主副回路闭合,副调参数设为上述值,按单回路整定得到衰减率ψ=0.75时的主调比例带和被调量的振荡周期。Р③按上述计算按所选调节器类型,用衰减曲线法计算出调节器参数值。Р由于对象为二阶,所以在整定副环时总是稳定,不起振。故断开主回路,单独整定副回路,保证副回路的输出速度快即可。然后再连接主回路按照②进行整定。Р图6、主PID调节器参数设置Р图7、副PID调节器的参数设置Р仿真结果Р按照上述设计的进水流量仿真原理图进行仿真,其中在450秒处加入外部扰动,得到如下图所示结果。Р图8、仿真结果图Р由图中可以得出以下数据Р(1)超调量:Р(2)峰值时间:
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