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基于动态特性机理分析的再热汽温状态变量控制系统研究

作　者: 杨红月
导　师: 谷俊杰
学　校: 华北电力大学
专　业: 热能工程
关键词: 再热汽温烟气挡板高阶惯性动态特性状态反馈极点配置观测器二项式定理
分类号: TM621.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

对于大惯性和大延迟的热工对象,常规PID控制往往不能取得令人满意的效果,尤其是火电厂再热汽温这种大滞后、大惯性以及动态特性随工况参数变化的汽温被控对象,因此再热器出口汽温的控制成为研究大型火力发电机组不可缺少的一个部分。依据再热器的结构参数和热力参数,分析计算了烟气挡板调温方式下的再热汽温动态特性,依现代控制理论中的“ITAE性能准则”来进行状态反馈极点配置及同观测器理论应用于高阶惯性环节的再热汽温控制系统,以增强系统的动态快速响应性和抗干扰能力,使系统的适应性提高。基于Matlab/Simulink对某600WM火电机组烟气挡板调节的再热汽温动态特性采用观测器状态变量反馈-前馈与PI相结合的方法进行仿真实验,并验证了该方法的有效性和优越性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 再热汽温控制系统研究的背景及意义  9-10
  1.2 大型火电机组再热汽温控制方法研究现状  10-11
  1.3 本文的主要工作  11-13
第2章再热汽温动态数学模型的建立  13-33
  2.1 再热汽温调节特点  13-14
  2.2 再热汽温的控制手段  14-16
    2.2.1 改变燃烧器喷嘴倾角法  14-15
    2.2.2 烟气挡板调节法  15
    2.2.3 喷水减温法  15-16
    2.2.4 烟气再循环法  16
    2.2.5 汽-汽热交换器法  16
  2.3 影响再热汽温变化的因素  16-17
  2.4 再热器分布参数动态数学模型的机理分析  17-25
    2.4.1 管式换热器的简化假定  18-19
    2.4.2 基本方程  19-21
      2.4.2.1 质量守恒方程  19-20
      2.4.2.2 能量守恒方程  20-21
      2.4.2.3 管内介质的热力学状态参数方程  21
      2.4.2.4 管内放热方程  21
      2.4.2.5 管壁金属的热平衡方程  21
    2.4.3 公式的线性化处理  21-24
    2.4.4 在各种输入作用下η_2 的动态响应  24-25
    2.4.5 影响出口焓η_2 动态特性的主要因素  25
  2.5 动态数学模型的求取  25-32
    2.5.1 某厂600MW 机组超临界锅炉概况  25-27
    2.5.2 传递函数简化  27-28
    2.5.3 传递函数的求取  28-32
  2.6 本章小结  32-33
第3章再热汽温状态反馈控制系统的设计与整定  33-46
  3.1 PID 控制系统与参数整定方法  33
  3.2 不同负荷不同衰减率的单回路调节参数整定与阶跃响应输出  33-35
  3.3 再热器观测器状态反馈汽温控制系统  35-44
    3.3.1 再热汽温状态反馈控制系统的设计与整定  35-41
    3.3.2 仿真实验  41-44
  3.4 本章小结  44-46
第4章总结  46-47
参考文献  47-51
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  51-52
致谢  52-53
作者简介  53-54
附录  54-63
详细摘要  63-75

基于动态特性机理分析的再热汽温状态变量控制系统研究

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