毕业设计（论文）汽包水位和过热汽温自动控制系统仿真与分析.doc

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1、西安电力高等专科学校_动力工程_系_2010_届毕业设计（论文）题目： 汽包水位和过热汽温自动控制系统仿真与分析 学 号： 17 姓 名： 指导教师： 专 业： 生产过程自动化 班 级： 完成时间： 2010 年 6 月 20 日摘 要本文是用SCILAB仿真软件对锅炉汽包水位控制系统和主汽温控制系统进行的仿真分析。锅炉汽包水位控制系统分别采用单回路给水控制系统，单级三冲量给水控制系统和串级三冲量给水控制系统三种不同的控制方案进行仿真并对结果比较分析，通过比较我们知道单回路给水控制系统不能够及时快速的克服给水流量扰动的影响和蒸汽流量扰动下所产生的虚假水位，而三冲量给水控制系统可以快速克服给水流

2、量的自发性扰动和减小甚至克服蒸汽扰动下所产生的虚假水位现象。主汽温控制系统分别采用了单回路控制系统，导前微分双回路控制系统和串级控制系统三种不同的控制方案进行仿真并对结果比较分析，通过比较分析我们发现串级控制系统快速跟踪能力最强，抗扰动能力最好，而单回路控制系统的快速跟踪能力最差，抗扰动能力最差。关键字：SCILAB ； 锅炉汽包水位 ； 主汽温度； 仿真模型目录一、 绪论SCILAB简介.1二、 SCILAB简介 21、 scilab的概述.22、 使用scilab的好处.23、 使用scilab的感受.24、 scilab的简单应用.3三、 主汽温控制系统的仿真.41、 主汽温控制系统的主

3、要任务.42、 单回路主汽温控制系统.63、 导前微分主汽温控制系统.84、 串级主汽温控制系统11四、 锅炉汽包水位系统的仿真.171、 锅炉给水自动控制的基本概念.172、 给水控制对象特性分析173、 基本控制方案.19（1） 单回路汽包水位控制系统.19（2） 单级三冲量给水自动控制系统21（3） 串级三冲量给水自动控制系统23五、 总结. .26六、 致谢. 27七、 参考文献.28绪论计算机仿真技术是一门利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术，它具有经济、可靠、实用、安全、灵活和可多次重复使用的优点，目前已被广泛地应用于几乎所有的科学技术领域，成为分析，综合各种复杂系统的一种

4、强有力的工具和手段。 在工业自动化领域，控制系统的分析、设计和系统调试、大量应用仿真技术。本次毕业设计我们用SCILAB仿真软件对不同主汽温控制系统方案和汽包水位控制方案的仿真设计。主蒸汽温度稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围之内，过热蒸汽过高或过低都会严重影响电厂的安全运行。为了保证过热蒸汽的调节品质，我们选择单回路控制系统，导前微分双回路和串级控制系统进行仿真，并对仿真结果比较分析。最后我们可以了解到是串级的调节品质最好，也是最多被采纳的一种主气温控制系统。 锅炉汽包水位控制的任务是控制给水流量使其与蒸发量保持动态平衡，维持汽包

5、水位在工艺允许的范围内，是保证锅炉安全生产运行的必要条件，也是锅炉正常生产运行的主要指标之一。若水位过高或过低都会影响电厂的正常运行，所以我们为了更好使汽包水位维持在其给定的范围内我们选择了不同的控制方案进行比较，更加了解不同方案的特性，对选择更好的方案奠定了基础。SCILAB简介Scilab概述 SCILAB 是由法国国家信息、自动化研究院(INRIA)的科学家们开发的“开放源码”软件。SCILAB 一词来源于英文“Scientific Laboratory（科学实验室）词头的合并。与MATLAB 类似，SCILAB也是一种科学工程计算软件，其数据类型丰富，可以很方便地实现各种矩阵运算与图形

6、显示，能应用于科学计算、数学建模、信号处理、决策优化、线性/非线性控制等各个方面。它还提供可以满足不同工程与科学需要的工具箱，例如SCICOS，信号处理工具箱，图与网络工具箱等。可以说，就基本的功能如科学计算、矩阵处理及图形显示而言，MATLAB 能完成的工作SCILAB都可以实现。 由于SCILAB的语法与MATLAB非常接近，熟悉MATLAB编程的人很快就会掌握SCILAB的使用。有意思的是，SCILAB提供的语言转换函数可以自动将用MATLAB语言编写的程序翻译为SCILAB语言。目前，SCILAB除了WINDOWS与NT版本外，还有多种UNIX或LINUX下的版本，如SGI MIPS

7、Irix, PC Linux, Sun Sparc stations(Sun Solaris) 等。 作为开放源码的软件，SCILAB的源代码、用户手册及二进制的可执行文件都是免费的，公布于INRIA的网站上(中法实验室已建立其镜像网站)，可以直接下载，在我们的网站也可以下载。用户不仅可以在SCILAB的许可证条件下自由使用该软件，还可以根据自己需要修改源代码，使之更加符合自身需要。使用SCILAB的好处SCILAB是一款科学自由计算软件，可以免费享用。而MATLAB是商业软件主软件10000元RMB/单机SIMULINK10000元RMB/单机工具箱3000-7000元RMB/单机非法使用M

8、ATLAB：违反国家“版权法”；不利于教学研究成果积累；有损于道德诚信品质的培养。使用SCILAB的感受与商业软件MATLAB相比,使用上和功能上都有一定的差距;界面不够美观;对于我们专业基础的学习,应当说SCILAB能够基本满足;对于未来发展奠定基础,目前SCILAB已可以用于嵌入式系统;当前主要是缺乏SCILAB的中文学习资料和氛围.有关网页官方主页：http:/www.scilab.org 中国官方主页 ： 下载地址：Scilab的简单应用一.xcos仿真的简单应用1. 双击桌面上的图标Scilab会打开控制台如下2.打开菜单栏“应用程序”下的“xcos”.3.把所需要的模块从“组件盘”

9、移到右边的“无标题”编辑框里如图 ,函数 4打开菜单栏“模拟”下的“启动”可出现下列图象窗口主汽温度控制系统的仿真一 主汽温度控制的主要任务 正常运行时的锅炉燃烧系统须使出口的过热汽温维持在一定范围内，该参数的控制质量直接影响着机组运行的安全性和经济性。过热蒸汽温度过高，可能造成过热器、蒸汽管道及汽轮机的高压部分金属损坏,因而过热汽温的上限一般不应超过额定值的5度。过热蒸汽温度过低，降低汽轮机的效率，加剧对叶片的侵蚀，因而过热汽温的下限一般不应低于额定值的10度。1、 减温水流量扰动下主汽温度的动态特性 导前区：导前汽温2测点前至减温器 ，其传递函数为惰性区：过热器出口汽温1测点到导前汽温测点

10、 ，其传递函数为则对象整体传递函数为 式中2导前汽温1过热器出口汽温W减温喷水量 减温水流量扰动下主汽温度导前区的动态特性仿真模型阶越响应曲线如下图所示减温水流量扰动下主汽温度的动态特性仿真模型阶越响应曲线如下图所示通过两图比较发现过热器惰性区的存在，导致系统的快速性能变差特点：有迟延，有惯性，有自平衡能力二、单回路主汽温控制系统根据单回路控制系统的概念，可以知道一个单回路控制系统主要由调节器（控制器）、被控对象、测量变送器、执行器和调节机构组成。单回路控制系统的组成原理方框图如图21所示。(1) 调节器调节器是构成单回路控制系统的核心元件，是控制系统的“神经中枢”。承担着对测量信号逻辑思维运

11、算的功能。(2)执行器执行调节器的输出指令信号，对调节机构的开度进行调节。（例如汽包水位控制系统中用来调节给水流量的给水调节阀门）(3)调节结构电厂中用到的调节结构主要有调节阀门和调节挡板，它们通过机械的联接手段（例如铰链、连杆等）与执行器连接。在执行器的操纵下改变自身的开度以改变调节量的大小，从而实现对被调量的调节。(4)对象对象是我们设计控制系统进行控制的对象，可以是电厂中的某一个具体设备（例如汽包、过热器等），也可以是某一热力生产过程（例如燃烧过程）。对象的动态特性对调节系统的控制质量会产生非常大的影响（对象的动态特性及其对控制过程的影响我们在第一章已经分析过了），但是，对象的动态特性在

12、一般情况下不能人为的加以改变，只能通过选择合适的调节规律及优化调节器参数来改善控制系统的品质。(5)测量变送器测量变送器的性能直接决定测量信号的准确性，进而对控制系统的调节品质产生非常大的影响。单回路控制系统仿真模型此为单回路控制系统P=1.35 I=0.01 D=0给定值为1时的仿真曲线P=1.35 I=0.01 D=0给定值为1时系统1500秒加入给水流量为1的仿真曲线扰动部分局部放大图三、导前微分主汽温控制系统1.由于火电厂中过热器惰性区的存在，导致单回路主汽温度控制系统的快速性能变差，控制质量不理想。为提高控制质量，可以在原单回路系统的基础上，增加一个调节器，将过热器高温段入口处的蒸汽

13、温度2作为导前微分信号，经微分器进行微分计算后送入调节器，从而构成导前微分主汽温度控制系统，改善系统快速性能（如图316）。2.导前微分控制系统的组成导前微分控制系统主要由以下元件构成：调节器、两个测量变送器、微分器、执行器、调节阀们和被控对象组成。其系统原理框图如图315所示。下面结合导前微分主汽温度控制系统详细分析导前微分控制系统的结构。由图316可以绘制导前微分主汽温度系统的原理方框图如图317所示。在导前微分控制系统中，有以下概念需要正确理解：主参数：导前微分控制系统中起主导作用的被控参数称为主参数。上例中过热蒸汽温度1就是主参数。副参数：导前微分系统中能提前反映主参数变化趋势的中间参

14、数，称为副参数。上例中的过热器高温段入口处的蒸汽温度2就是副参数。副参数的引入是为了提高控制质量，克服对象的大惯性和大迟延。主回路：导前微分系统中，断开微分器的测量反馈通道后的闭合回路称为主回路。上例中，系统的主回路是由调节器、执行器、喷水调节阀门、喷水减温器、过热器的高温段以及对主参数进行测量变送的温度测量变送器组成。如图318所示。导前微分回路：导前微分控制系统中，由调节器、执行器、调节阀们、导前区和微分器、副参数测量变送器组成的回路称为导前微分回路。在上例中，系统的导前微分回路由调节器、执行器、喷水调节阀门、喷水减温器、微分器以及对副参数进行测量变送的温度测量变送器组成。如图319所示。

15、3. 导前微分控制系统的工作原理导前微分控制系统的导前微分回路在导前微分控制系统中，导前微分回路中的微分器能够直接反映副参数（主气温控制系统中的2）随时间的变化趋势，间接反映了主信号（主气温控制系统中的1）的变化方向，且超前主信号的变化，对扰动的响应很快。因而当扰动发生时，副参数随之发生变化（由于主控对象惯性和迟延的存在，此时主参数尚未发生波动），使得微分器的输出信号变化，调节器输入端的偏差信号变化，使得调节器输出的控制作用发生变化，通过执行器去改变调节阀门（喷水调节阀）的开度，克服扰动，对副参数进行调节，进而实现对主参数的超前调节，使得系统的动态调节过程性能得到改善。可见，控制系统的导前微分

16、回路是跟据副参数随时间的变化率进行调节的，而不是根据副参数的变化量进行的。这就使得当在扰动作用下副参数发生微小的变化量但变化率较大时，导前微分控制系统能够立即改变调节器输出的控制信号，实现对被控参数的调节。当系统处于稳态时，微分器的输出信号为零，此时，导前微分控制系统为一单回路控制系统。2导前微分控制系统主回路导前微分控制系统的主回路是一个定值系统，承担着主参数的定值调节任务。调节器输入信号为主参数的给定值与其测量反馈信号与微分器输出的微分信号的偏差信号，由于被控对象惯性和迟延的存在，当扰动发生时，主回路的动作要落后于导前微分回路，它的调节作用是在导前微分回路调节作用的基础之上进行的，使得系统

17、的整体调节作用变强。当主参数在扰动的作用下发生变化而偏离给定值时，主调节器的输出变化，通过执行器去改变调节阀门（喷水调节阀）的开度，实现对主参数的调节，当系统达到稳态时，由于微分器的输出信号为零，因而主参数稳定在给定值上。导前微分控制系统的仿真模型P=1.35 I=0.01 D=0给定值为1时的系统仿真曲线给定值为1时系统1500秒加入给水流量为1的仿真曲线扰动部分局部放大图四、 串级主汽温度控制系统1火电厂主汽温度串级控制系统为例u 作用：火电厂中，为更好的对主蒸汽温度进行控制，通常将过热器分为两段，即高温段和低温段，在这两段之间装有一个喷水减温器，喷水减温器是一个三通容器，分别与低温段过热

18、器、高温段过热器以及冷水（减温水）管道连通，蒸汽从低温段流经喷水减温器，再进入高温段。减温水通过减温水调节阀进入喷水减温器，直接喷洒在蒸汽上，通过控制喷水减温调节阀（即喷水减温阀）的开度来调节进入喷水减温器的冷水流量，从而达到对过热器出口的主蒸汽温度进行调节的目的。u 系统分析：由于过热器存在很大的惰性，也就是说，当通过调节喷水减温阀门改变进入喷水减温器的喷水流量时，要经过较长的时间，高温段过热器出口的蒸汽温度1才发生变化，这给控制带来很大的困难。用一个调节器（即副调节器）将过热器高温段入口处的蒸汽温度2也作为一个测量信号（副参数），送入副调节器的输入端，构成串级控制系统。因为当有扰动进入系统

19、发生作用时，过热器高温段入口处的蒸汽温度2响应较1（主参数）快，并且与1的变化方向相同，因而可以提前反映1的变化趋势，使得系统快速性能提高（如图33）。2串级控制系统的组成串级控制系统主要由以下元件构成：u 主调节器和副调节器两个调节器u 两个测量变送器u 一个执行器u 一个调节阀们u 被控对象组成系统原理框图如图31所示。结合串级主汽温度控制系统详细分析串级控制系统的结构。由图33可以绘制串级主汽温度系统的原理方框图如图34所示。结合图34，有几个相关的专业术语介绍如下：主参数（主变量）：串级控制系统中起主导作用的被控参数称为主参数。上例中的过热蒸汽温度1就是主参数。副参数（副变量）：串级系

20、统中能提前反映主参数变化趋势的中间参数，称为副参数。上例中的过热器高温段入口处的蒸汽温度2就是副参数。副参数的引入是为了提高控制质量，克服对象的大惯性和大迟延。主调节器（主控制器）：输入为主参数的测量反馈信号与主参数的给定值信号的偏差，其输出作为另一个调节器给定值的那个调节器称为主调节器。副调节器（副控制器）：其给定值由主调节器的输出决定，输入为主调节器的输出与副参数的测量变送信号的偏差信号，输出调节信号给执行器的那个调节器称为副调节器。主回路（外回路）：串级系统中，断开副调节器的测量反馈通道后的闭合回路称为主回路或外回路。上例中，系统的外回路是由主调节器、副调节器、执行器、喷水调节阀门、喷水

21、减温器、过热器的高温段以及对主参数进行测量变送的温度测量变送器组成。如图35所示。副回路（内回路）：串级控制系统中，由副调节器、执行器、调节阀们、被控对象1和副参数的测量变送器组成的回路称为副回路。在上例中，系统的内回路由副调节器、执行器、喷水调节阀门、喷水减温器以及对副参数进行测量变送的温度测量变送器组成。如图36所示。3 串级控制系统的工作原理内回路的任务是尽快消除减温水量的自发性扰动和其他进入内回路的各种扰动，对过热汽温的稳定起粗调作用，副调节器一般可采用P 或PD调节器。外回路的任务是保持过热汽温等于给定值，所以主调节器可采用PI 或 PID调节器串级双回路主汽温仿真模型主调节器 P=

22、 0.48 I=0.018 D=1 副调节器P=17 I=1 D=1下图为给定值输入为10时的主汽温仿真曲线下图为给定值为10时在系统稳定后1500秒加入给水扰动值为50时主汽温仿真曲线扰动部分局部放大图通过以下三图进行比较单回路控制系统给定值为1时系统1500秒加入给水流量为1的仿真曲线局部放大图此为导前微分系统给定值为1时系统1500秒加入给水流量为1的仿真曲线局部放大图此图为串级回路控制系统给定值为10时在系统稳定后1500秒加入给水扰动值为50时主汽温仿真曲线局部放大图通过以上三图比较我们可以发现串级回路控制系统快速性最好，抗扰动能力强，控制品质最好。单回路系统快速性最差，抗扰动能力弱

23、，控制品质不理想导前汽温微分系统和串级控制系统的比较（1）把采用导前汽温微分信号的双回路系统转化为串级系统来看时，其等效主、副调节器均是PI调节器，但对于实际的串级汽温控制系统，为了提高副回路的快速跟踪性能，副调节器应采用P或PD调节器，而主调节器应采用PI或PID调节器。因此，采用导前汽温微分信号的双回路系统的副回路，其快速跟踪和消除干扰的性能不如串级系统。在主回路中，串级系统的主调节器具有微分作用，故控制品质也比双回路系统好，特别对于惯性迟延较大的系统，双回路系统的控制质量不如串级系统。（2）串级控制系统主、副两个控制回路的工作比较独立，因此系统投运时的整定、调试直观方便，而有导前汽温微分

24、信号的双回路控制系统的两个回路在参数整定时相互影响，不易掌握。（3)从仪表硬件结构上看，采用导前微分信号的双回路系统较为简单。 一般情况下，导前微分信号的双回路控制系统已能满足生产上的要求，因此得到了广泛的应用。若被控对象的迟延较大，外扰频繁，而且要求有较高的控制质量是，则应采用串级控制系统。目前，利用的DCS多采用的是串级汽温控制系统。锅炉汽包水位系统仿真一、锅炉给水自动控制的基本概念汽包炉给水控制的主要任务表现在以下两个方面：1、维持汽包水位在一定的范围内。汽包水位是表征机组是否正常运行的一个非常重要的参数，水位过高，会影响汽包内汽水分离器的正常工作，严重时会导致蒸汽含水量增加，使得过热器

25、管道以及汽轮机叶片上的结垢增加，甚至使汽轮机发生水冲击而损坏叶片；水位过低，则会破坏正常的水循环，甚至引起水冷壁爆管。汽包水位的正常波动范围：3050mm异常情况：200mm事故情况：350mm2、保持稳定的给水量，使给水量适应锅炉蒸发量。锅炉的给水量不应该剧烈波动，以防对省煤器和给水管道的安全运行不利。二、给水控制对象特性分析1、被控对象的基本概况 给水调节对象结构如图所示2引起被调量变化的主要扰动因素：（）给水流量；（）蒸汽流量；（）锅炉燃烧率M。3、对象动态特性分析显然，在两种扰动作用下，汽包水位的响应特性为多容、无自平衡对象的动态特性。并且有虚假水位出现，水位变化的曲线可以从以下两方面

26、进行解释u 物质平衡性原理即单位时间内流入汽包的给水量和流出汽包的饱和蒸汽量应处于动态平衡；u 热平衡原理即汽包液面下汽泡的个数和体积的变化；（1）给水流量扰动下对象动态特性 阶跃幅值为10 在给水量扰动下，被调对象具有迟延、惯性和无自平衡能力特性式中：迟延时间 飞升速度（2）蒸汽流量扰动下对象动态特性仿真模型 阶跃幅值为5蒸汽量扰动时，汽包水位的变化动态特性为：式中： k比例系数 ， T时间常数 飞升速度“虚假水位”就是暂时不真实的水位。当蒸汽流量增加时汽包压力突然降低时，于是炉水内气泡增加，体积膨胀，使水位上升，形成虚假水位。三 基本控制方案常规的控制方案主要有单冲量给水自动控制系统、单级

27、三冲量给水自动控制系统和串级三冲量给水自动控制系统。1、单回路汽包水位控制系统结构分析火电厂中锅炉汽包水位控制系统的主要任务就是保证汽包水位稳定在一定的数值即HH0或在允许的范围内变化，为分析方便，我们给出了锅炉汽包水位控制示意图和原理方框图分别如图22和图23所示。可见，控制系统是一个单回路控制系统。被调量为汽包水位H，液位测量仪表对水位测量并经差压变送器转换后送到调节器的输入端；调节器的输出指令信号送给执行器控制电机，控制电机操纵给水调节阀门，改变其开度大小，调节进入汽包的给水量进而对汽包水位进行调节。很显然，在该控制系统中，组成系统的元件如下：执行器控制电机 调节机构给水调节阀门测量变送

28、器水位测量仪表及差压变送器对象汽包调节器常规调节器单冲量单回路给水控制系统的仿真模型P=10, I=0.1, D=30 下图是给定值输入为10时的曲线P=10, I=0.1, D=30图是给定值输入为15系统稳定后500秒加入给水流量扰动为30时的曲线下图是给定值输入为15系统稳定后600秒加入蒸汽流量扰动为20时的曲线单冲量给水自动控制系统的特点1. 单冲量给水自动控制系统的优点是结构简单，运行可靠。2.单冲量给水自动控制系统的缺点是系统中只有汽包水位测量变送信号，没有引入蒸汽流量D和给水流量W，因而无法克服给水流量W、蒸汽流量D扰动下所产生的虚假水位，调节品质不理想。单冲量给水自动控制系统

29、的适用对象该系统适用于水容积较大，飞升速度小，负荷变化也不大，控制质量要求不高的小型锅炉。对于采用全程给水控制系统的大型锅炉，在锅炉启动时也采用单冲量给水控制系统。 为了克服单冲量给水控制系统存在的不足，分别又引入给水流量信号和蒸汽流量信号，从而构成了单级三冲量给水自动控制系统。3、单级三冲量给水自动控制系统单级三冲量给水自动控制系统是一个具有两个反馈回路的前馈反馈复合控制系统，系统中只有一个调节器，输入端接受汽包水位H、给水流量W的测量反馈信号以及蒸汽流量D的前馈信号，主要承担着汽包水位的定值调节任务， 稳态时调节器输入端信号的静态配合关系复杂，给调节器的参数整定造成一定的困难。系统结构示意

30、图单级三冲量给水自动控制系统仿真模型 P=20 I=0.2 D=1 给定值为1给定值为1系统稳定后1000秒加入蒸汽流量扰动为5时的仿真曲线由于加入了蒸汽流量前馈信号能减小和克服蒸汽流量扰动下的出现了“虚假水位”现象，调节品质明显比单回路好。给定值为1系统稳定后1000秒加入给水扰动为5时的仿真曲线三冲量给水自动控制系统的特点三冲量给水自动控制系统既可快速消除给水流量的自发性扰动，保持给水流量的相对稳定，又可有效地减小虚假水位产生的误动作，提高系统的调节品质。但是蒸汽流量分流系数是由静态关系确定的，故不可能恰到好处地消除虚假水位产生的不正确调节。由于给水流量既影响内回路又影响外回路，所以系统整

31、定时，内外回路相互影响。为了克服三冲量给水自动控制系统的严重不足，形成了串级三冲量给水自动控制系统2、串级三冲量给水自动控制系统串级三冲量给水自动控制系统是一个具有前馈通道的串级双回路控制系统。主回路是一个低速定值控制回路，主要承担者汽包水位的定值调节任务，保证系统处于稳态时汽包水位稳定在给定值上；副回路可以看作是一个快速随动系统，可以快速消除来自给水侧的扰动。系统的结构示意图。图 串级三冲量给水自动控制系统串级三冲量给水自动控制系统仿真模型主调节器 P=15 I=0.05 D=0 副调节器P=5 I=0.01 D=0给定值输入为1时的系统仿真曲线给定值输入为1时稳定后1000秒加入蒸汽流量扰

32、动为5时的系统仿真曲线给定值输入为1系统稳定后1000秒时加入给水流量扰动为10时的系统仿真曲线串级三冲量给水控制系统的优点串级三冲量给水控制系统两个调节器任务不同，参数整定相对独立。副调节器的作用是当给水扰动时，迅速动作使给水量保持不变，当蒸汽流量扰动时，副调节器迅速改变给水量，保持给水和蒸汽平衡。主调节器的任务是校正水位，这比单级三冲量控制系统的工作更为合理。故串级系统比单级系统要好一些。总结这次毕业设计我使用SCILAB仿真软件对锅炉汽包水位控制系统和主汽温控制系统进行的仿真分析，使我能熟练的使用SCILAB仿真软件。通过对不同方案的PID整定可以知道P调节的特点就是有差调节，调节器动作

33、快，对干扰能及时和有很强的抑制作用。调节器的比例增益（或比例带）的选择有其两重性。比例带越大，调节器的动作幅度越小，调节过程越稳定，但被调量的动态偏差增大；反之，比例带越小，调节器的动作幅度越大，调节过程易出现振荡，稳定性降低。I调节即积分调节的特点是消除静态偏差。因为被调量存在偏差，调节作用便随时间不断的加强直至偏差为零。积分调节作用也有它的缺点，积分调节作用比比例调节作用迟缓，在改善静态品质的同时恶化了动态品质，使过度过程的振荡加剧，造成系统不稳定。D调节即微分调节作用是超前的调节作用，又利于克服动态偏差。锅炉汽包水位控制系统分别采用单回路给水控制系统，单级三冲量给水控制系统和串级三冲量给

34、水控制系统三种不同的控制方案进行仿真并对结果比较分析，通过比较我们知道单回路给水控制系统不能够及时快速的克服给水流量扰动的影响和蒸汽流量扰动下所产生的虚假水位，而三冲量给水控制系统可以快速克服给水流量的自发性扰动和减小甚至克服蒸汽扰动下所产生的虚假水位现象。主汽温控制系统分别采用了单回路控制系统，导前微分双回路控制系统和串级控制系统三种不同的控制方案进行仿真并对结果比较分析，通过比较分析我们发现串级控制系统快速跟踪能力最强，抗扰动能力最好，而单回路控制系统的快速跟踪能力最差，抗扰动能力最差。通过这次毕业设计我对锅炉汽包水位的控制和过热汽温控制系统有了更加深刻的理解。谢 辞 本设计是在谢援朝老师

35、的悉心指导下完成的。谢老师治学严谨，教学认真，对学生们的学习、工作和生活各个方面均关怀倍至。在设计过程中，谢老师给我提供了大量的资料，并对我进行耐心细致的指导，在设计思路、仿真实验和结果上都提出了很好的建议，为我能够及时完成设计提供了莫大的帮助。在整个设计过程中谢老师对我提出的问题都非常耐心地解答，他的这种敬业精神值得我们这些即将走向工作岗位的每一位同学去学习，他的这种孜孜不倦的工作态度和一丝不苟的科研精神将令我终身受益，对我今后的学习、工作和生活将产生积极而深远的影响。借此机会谨向谢老师致以衷心的感谢！同时，向动力系生产过程自动化专业的各位老师表示真诚的谢意！各位老师专业课上的悉心教导，使我获得丰富的基础理论知识，为完成设计打下了坚实的基础。本文的完成也离不开其他老师的指导和各位同学的帮助，在此谨向他们表示衷心的感谢！ 最后，十分感谢论文评审组的各位教授、老师，感谢您们在百忙之中，抽出宝贵的时间，提出您们宝贵的意见，谢谢！ 参考文献1 谢援朝 自动控制原理.北京.中国电力出版社.20072 杨平.翁思义 郭平 自动控制原理.北京理论篇.中国电力出版社.20093 文群英 热工自动控制系统.北京.中国电力出版社.20064 李国勇 过程控制系统北京.电子工业出版社.20095 于希宁 自动控制原理.北京.中国电力出版社.2008