大三下过控三次仿真.pdfVIP

1问题描述………………….3

2模型分析与………………….…4

2.1单回路控制系统的……………5

2.2串级控制系统的………………….7

3控制器参数整定………………………8

3.1单回路控制系统………………………..8

3.2串级控制系统……………………..…10

4单回路控制与串级控制比较………………….12

4.1出口温度由300℃-310℃……………13

4.2工艺介质温度由120℃-115℃………………13

4.3气气源由0.25MPa-0.36MPa……………14

1.问题描述

对于下图1所示的加热炉对象，其线性与非线性动态模型可分别用图2和图3来描述：

图1加热炉对象

图2线性动态模型

图3非线性动态模型

装置给定的初始条件和仪表参数为：

初始条件

K=0.4，u=60%，P=0.25MPa，F=12T/hr，T=300℃，T=120℃

gas0gas0gas00i0

测量仪表量程

气流量：0~40T/hr，

工艺介质炉出口温度：200~400℃

动态参数

T=2min，K=5，T=10min，τ=5min，K=1，T=1min，T=2min，T=0.2

f111122m1m2

min

题目要求：分别比较以下三种情况下，单回路和串级控制的效果：

1、工艺介质出口温度设定值由300℃变为310℃

2、工艺介质温度由120℃变为115℃

3、气气源由0.25MPa变为0.36MPa

图4单回路控制系统

图5串级控制系统

2.模型分析与

在该装置中，被控变量为工艺介质的出口温度，变量为气气源阀的开度。在

单回路中，控制器为TC23;在串级控制系统中，主控制器为TC23，副控制器为FC23，干

扰变量为Pgas与Ti。

按照给定的系统参数和动态参数即可进行两个系统分别的如下：

2.1单回路控制系统的：

对于单回路，其过程的方块图如下：

a.对于工业PID控制器，可模型如下：

b.对于主对象节可模型如下：

c.对于副对象环节可模型如下：

d.变送环节如下：

计算Km1:仪表输出范围为0-100%，而锅炉的出口温度范围为200℃-400℃，

Tm,max−Tm,min100−0