热工控制系统课堂前馈反馈复合控制系统.ppt

（一）系统结构 前馈－－反馈三冲量给水控制系统的原理框图如图 7-6 所示，因 为系统中只用了一个调节器，而调节器的输入有三个，因此称之为 单级三冲量给水控制系统。 这种系统与双冲量系统相比，多了一个流量反馈信号，给水量 G 发生变化时，流量信号自然要比水位信号快得多。 H W T (S) W DZ (S) W D1 (S) K Z K f n D n G ? G ? H ? D V H - H n G V G - + V g - + △ T V T G + + H 1 H 2 V D D n D V D V G Ⅰ Ⅱ Ⅲ 图 7-6 单级三冲量给水控制系统原理框图 图中标出的Ⅰ为内回路， II 为主回路（外回路）， III 为前馈通路。 （二）调节器正反作用开关及入口信号接线极性 图 7-6 中各信号接入调节器的极性： 水位 H 上升时（ V H 下降）调节器应关小阀门，是负反馈，所以 信号 V H 的极性为“正接”； H WT(S) W DZ (S) W D1 (S) KZ Kf nD nG ? G ? H ? D VH -H nGV G - + Vg - + △ T VT G + + H1 H2 V D D nDVD VG Ⅰ Ⅱ Ⅲ 图 7-6 单级三冲量给水控制系统原理框图 图中标出的Ⅰ为内回路， II 为主回路（外回路）， III 为前馈通路。 当蒸汽量 D 增大时 ( V D 也增大 ) n D V D 也增大，调节器应开大阀 门，所以 n D V D 的极性应是“正接”； 当给水流量 Ｇ 增大时（ V G 也增大） n G V G 也增大，调节器应关 小阀门，是负反馈，所以 n G V G 的极性应是“反接”。 内部给定信号 Vg 与水位信号 V H 相平衡， V H 极性为“正”，则 Vg 的 极性为“负”。 H W T (S) W DZ (S) W D1 (S) K Z K f n D n G ? G ? H ? D V H - H n G V G - + V g - + △ T V T G + + H 1 H 2 V D D n D V D V G Ⅰ Ⅱ Ⅲ 图 7-6 单级三冲量给水控制系统原理框图 图中标出的Ⅰ为内回路， II 为主回路（外回路）， III 为前馈通路。 （三）控制系统的静态特性 参照图 7-6 ，设调节器采用 PI 调节规律，静态时 , 输入增量为 0, 输 出为定值，即有如下关系： 0 ? ? ? ? ? G G D D g H I n I n I I I ? 上式可变为： I I n I n I g H D D G G ? ? ? － K g 为将给定值电压 Vg 转化成给定水位 H G 的转换系数； I H = - γ H H － γ H 为水位测量变送器传递系数，负号表示Ｈ与 V H 变化方向 相反； I g = K g H g 式 7-1 与式 7-2 相减得： ? ? H H n n D D g D D G G H ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 依据上式可有以下三个结论： n n D D G G ? ? ? ? ? (1) 时 , H ＝ Hg ，为无差调节。 G G D D n n ? ? ? ? ? (2) 时 , Ｄ 越大 , H 与 Hg 负差值越大。这是一根向下特性曲 线。 G G D D n n ? ? ? ? ? (3) 时 , D 越大 , H 与 Hg 正差值越大。这是一根向上的特性 曲线。 （四）控制系统的参数整定： 以给定值－ V g 为基值，考虑增量情况， △ V=V H +V D ，这时可 把它当作一单回路来分析。如果把调节器分压系数以外的环节看作 是调节对象 , 那么广义调节对象： 内回路等效图如下 : 是一个近似的比例环节，因此调节器的比例带和积分时间都可以 取得很小，具体值可以通过试探法来决定，以保证内回路不振荡为 目的。 ? ? ? ? ? ? W S V S V S K K D G T f z G 内 * ? ? ? ? ? 一般取积分时间 T i =10s, 试探过程中可任意设定 nG 值 , 得到一满 意比例带δ,再次改变 n G 值 , 改变时必须保持 n G /δ保持不变 , 即保证内 回路的开环放大系数不变。 在试探时可将外回路开路 , 切除水位信号 , 使 V H =0, 设置 T i 和δ/n G 值 , 手动操作给水阀门 , 使给水量产生一个阶跃变化后立即投入自动 , 观察给水量过渡过程曲线形状 , 能快速稳定即可。 主回路中 为快速副回路的等效环节，把 W D1 (S) 和 ? H 看作一个等 效调节器所控制的对象，则： 1