导前微分控制系统模板文档格式.docx

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主调节器:

等效副调节器:

不同于一般工业调节器,而具有积分—微分特点:

i.若TD＞Ti,则具有比例+积分特点（惯性）

ii.若TD＜Ti,则具有比例+微分特点。

iii.若TD=Ti,则=具有比例作用。

4-3导前微分系统的整定

一、等效为串级系统,且主副调节器可分别独立整定

注意:

这里先整定主调节器

主回路为:

副回路快速随动,等效为。

利用单回路整定方法,可确定KD、TD。

整定副调节器:

副回路为:

简化方法:

副回路的响应频率较高时,WD（S）可近似为比例环节。

因此

求出Ti,由于KD已求得,故δ也可求得。

二、用”补偿法”整定

将图转化为:

1）关于等效对象W0e（S）如何选取。

设W0（S）=W01（S）W02（S）=

W01（S）=W02（S）=

惰性区导前区

希望:

W0e（S）静态时具有W0（S）的特性,动态时具有W02（S）的特性。

即W0e（S）=,

2）WD（S）的整定

W0e（S）=W02（S）[W01（S）+WH2（S）WD（S）

WD（S）=K1[1-

a）KD、ＴD是根据对象的惰性区动态特性选择的。

b）若惰性区为一阶环节,即n1＝１,则可实现完全补偿

比较系数后得:

TD=T1;

KD=K1

c）若惰性区为二阶以上,即n1≥2,等式两边完全相等不可能,只能做到近似补偿。

在S=0处泰勒展开:

比较系数得:

3）Wa（S）整定

思考题:

1.对于采用导前微分信号的双回路系统,当调节结束时能否保证被调量等于给定值?

2.采用导前微分信号的双回路系统有哪几种整定方法?

3.补偿法整定调节器参数步骤是什么?

等效对象是如何选取的?

4.图示说明导前微分系统为什么相当于改进了对象动态特性

5.图示说明导前微分系统为什么能够减小动态偏差,改进控制品质。

习题:

东北电院:

P29第2、5、6

1.陈书P378第一题

2.系统如下图所示

已知系统满足两回路独立整定条件,且按一定Ψ,整定了δ、Ti、KD和TD现由于某种原因要提高主回路的稳定性,而保持副回路Ψ不变,问δ、KD应如何变?

注:

将系统等效成串级系统

主调节器——P2调节器,要提高稳定性,减小比例作用,须增大KD,要保持副回路Ψ不变,应使δ用KD的比例增大,副调节器的比例系数不变。

（见下页）

4-4采用导前微分信号的双回路汽温控制系统

一、系统结构及其分析、整定

其中,

列出几个该掌握的问题:

1.该系统有哪几种整定方法?

整定步骤。

2.如何将该系统等效为串级系统框图?

3.如何等效为补偿法整定主框图。

二、KD、TD、Ti对系统调节过程的影响

KD、TD、Ti对系统的方法整定系统时,可知:

副调节器:

Wa2（S）=WD（S）Wa（S）=

副调节器简化:

主回路:

KD增加,Ψ1增大,调节过程动作速度减小,θ动态偏差增大,θ调节时间增大;

副回路:

KD增加,Ψ2减小,θa校正动作增大。

主回路要求变KD时,为保证副回路Ψ2不变,应使不变。

Ti增大,Ψ2增大（不明显）,θa调节时间增大。

KD同时影响两个回路且方向相反。

三、KD、TD的试验确定方法

补偿法整定:

KD、TD的整定原则是以构造一个动态特性较好的广义被控对象,即:

KD、TD还能够经过实验的方法来确定:

（1）将与断开,并取:

那么,调节器的输入信号就是等效对象的输出信号;

（2）将不同的,在运行稳定时,作减温水阶跃扰动试验,记录一组等效对象的动态响应曲线如下:

的考虑:

起始阶段主要考虑;

衰减速度主要考虑。

三、两种汽温调节系统整定方法的比较

导前微分信号的系统:

时,

相当于串级:

主:

副:

补偿法整定一般使主回路的稳定裕量增大（KD较大）,调节质量不如串级法,特别当调节对象惰性区的迟延和惯性比较大时更明显。

4-5再热汽温控制系统

再热汽温随负荷变化较大:

当机组负荷降低30%,再热汽温如不加控制,将降低28~35℃。

采用烟气控制为主:

比采用喷水控制有较高的热经济性。

主要方法:

1.变化烟气挡板位置。

2.采用烟气再循环

3.摆动喷燃器角度

4.采用多层布置的圆形燃烧器

5．汽—汽热交换

一、采用烟气挡板控制再热汽温的控制系统

1.结构

见图,把尾部烟道分成两个并列烟道。

1）经过调节主烟道挡板,能够改变流过再热器的烟气量,从而调节再热温度。

2）有两个挡板,主、旁路烟道,挡板开度变化是相反的（即一开一关）,改变挡板可改变60%的烟气流量;

再热器出口温度可变化50℃左右。

3）再热汽温对象的动态特性:

主烟道挡板开度变化→再热器出口汽温变化的动态特性。

测试表明,对象为多容惯性环节,即

例如:

某125MW机组:

K:

μ—0%↗100%Δθ=52℃K=0.52℃/%T=80S

2.控制系统

三个组成部分:

1）再热汽温给定值计算

2）再热汽温主调节器回路（调主烟道挡板开度）

3）再热汽温事故调节（调喷水）

（1）给定值计算

一般要求:

✧当负荷高于75%时,再热汽温给定值恒定（540℃）。

✧当负荷低于75%时,再热汽温给定值应小于（540℃）,并随负荷下降而下降。

✧不能低于某一选定的最低温度。

图中:

:

测量元件（蒸汽流量）:

小选器:

大选器:

给定器（540℃）θZr—再热汽温给定值f1（x）—函数发生器

其中f1（x）:

将蒸汽流量转换为再热汽温给定值。

f1（x）的输出:

（1）当负荷高于75%时,输出大于540℃

（2）当负荷低于75%时,输出小于540℃

（2）再热汽温主调节回路

调节任务:

根据实测再热汽温θ2与给定值θZr之间的偏差来调节挡板开度。

如下图:

f4（x）:

将主蒸汽流量→该负荷下需求的烟气挡板开度信号,该路信号主要起前馈作用。

注意Σ2上是”—”号:

D↑→流过再热器的烟温和烟量↑,因此前馈为负的。

将上面系统图画成原理图为:

（包括前面的高值计算）

（3）再热汽温的事故调节（喷水）

当锅炉异常时,再热汽温出现超温;

此时必须喷入冷水进行强制降温。

当再热汽温恢复正常时,必须停止喷水。

实现:

θZ超温→PI2输出增大→经过偏差报警装置:

（1）报警

（2）打开电磁阀→调节减温水

θZ正常→关闭电磁阀→停止喷水。

二、采用烟气再循环控制再热汽温的自动控制系统

1.结构

原理:

利用再循环风机,从烟道尾部抽取低温烟气并送入炉膛。

这改变了炉膛温度和烟温、烟量,使辐射受热面吸热量下降,对流受热面吸热量上升,达到了调节再热汽温的目的。

缺点:

（1）对过热汽温、主汽压和蒸汽流量会产生较大扰动。

（2）烟气再循环风机叶片容易被磨损和腐蚀。

2、控制系统

负荷（或送风量）----前馈

为什么环节出来是”-”:

因为负荷（orV）增大→烟气量增大→对流受热面吸热量增大→θZ增大,应及时换小挡板。

这部分的调节原理图为:

（1）正常情况下的调节回路

当θZ下降（低于给定值时）→ΔθZ上升→（PI1）挡板上升→VG上升→ΔθZ上升

VG经烟温修正后作为PI1的反馈信号,形成内回路,及时消除烟气侧的扰动,指再循环烟气流量和烟温的自发性扰动。

（2）非正常情况下的动作回路

当θZ＞θZr→经过调节,使挡板↓,VG↓→若挡板已关死,但θZ＞θZr则:

1）不再进行烟气再循环2）经偏差报警装置,报警（-P2,ΔG/ΔD）,开启热风门,封锁再循环烟道,防止高温路烟倒流。

3）事故喷水（-P1,±

PI3）进行强制降低。

∣ΔθZ∣＞Δ时,才能进行喷水。

比例偏置器±

Δ表示,只能当θZ高出θZr一定数值后,PI3才能动作,开启喷水调节阀,这样做的目的是允许再热汽温存在少量偏差,以防止喷水调节阀过于频繁动作。

三、采用汽—汽热交换的再热汽温控制

用一次蒸汽加热再热蒸汽,并利用三通阀改变流经热交换器的再热蒸汽流量来控制再热汽温。

由于汽—汽热交换器的调整范围很小,还必须辅以喷水。

汽温控制系统小结

（一）气温调节对象的动态特性

主要影响因素:

（1）减温水量DPS（=30~40S,TC=40~100S）

（2）蒸气量D（=10~20S,TC=40~100S）

（3）烟气侧扰动（=10~20S,TC=40~100S）

特点:

这些因素对过热汽温的阶跃响应曲线都有迟延,有惯性;

有自平衡的曲线,其中,迟延和惯性见上。

过热汽温的调节量是喷水;

再热汽温调节量是烟气量（烟温）,蒸汽量由外界确定,不能作为调节量。

（二）串级汽温自动调节系统

（1）内回路:

及时消除温水的自发扰动。

（2）外回路:

消除一切引起汽温变化的扰动,使汽温等于设定值。

整定:

（1）内外回路工作频率相差很大（,or）

分别整定,一般,

（2）内外回路工作频率相接近,等效为可改进对象惰性区的单回路反馈系统,各用补偿整定.

整定原则:

①首先按希望的等效对象确定主调节器的

②根据等效对象特性,按一般单回路调节系统整定付环节调节器

（三）采用导前微分信号的双回路气温调节系统

导前气温输入实际的微分环节,起加强和超前作用.

（1）等效为串级系统;

可独立整定

（2）按补偿法,等效为改进对象特性的单回路系统进行整定.

①按希望的等效对象,确定实际的微分环节。

对象怎样选择?

?

②根据等效对象特性,按一般单回路调节系统整定调节器.

对内外回路调节过程的影响.

（四）再热气温的调节系统

一般用烟气侧作为主要的调节手段,而喷水作为事故的调节:

这主要考虑到烟气调节能使调节通道延迟和惯性较小;

另外再热器一般安装在烟温较低的地方,这样有可能装设挡板等调节机构。

（1）采用烟气挡板的再热气温控制系统。

（2）采用烟气再循环的再热气温控制系统。

必须学会分析这两个