基于dsp的过热蒸汽温度的控制系统的设计

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1、安徽理工大学硕士学位论文基于DSP的过热蒸汽温度的控制系统的设计姓名：黄晨申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：刘淮霞20090601摘要捅要在火力发电厂中，过热蒸汽温度控制系统是火电机组不可缺少的重要组成部分，其性能和可靠性已成为保证火电机组安全性和经济性的重要因素。过热蒸汽温度较高时，机组热效率则相对较高，但过高时，汽机的金属材料又无法承受，气温过低则影响机组效率。过热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行非常重要，所以对其控制有较高的要求。但是由于过热蒸汽温度是一个典型的大迟延、大惯性、非线性和时变性的复杂系统，利用经典控制理论对其进行控制会存在一些不足。本文在常规

2、PID控制的基础上，采用常规PID与模糊技术结合的复合PID控制策略。该策略应用在基于DSP控制器为核心的控制系统中，通过对调节控制减温水的水量，从而实现对过热蒸汽温度的有效控制。文中首先通过介绍火电厂主蒸汽系统的工艺流程，以说明过热器在锅炉中的布置。进而分析了影响蒸汽温度的变化的种种因素以及被控对象的特性，以说明目前广泛采用喷水减温作为控制蒸汽温度手段的原因，从而得到了本设计采用的控制策略。再对模糊控制技术的组成、结构、原理进行介绍，从而提出设计的模糊．PID控制器，并介绍了DSP与模糊．PID的复合算法的结合。选定一个大迟延、大惯性对象，用目前常规的PID控制器和本文采用的基于

3、DSP的模糊．PID控制器对选定对象进行了控制，并根据仿真结果作比较，来说明本文采用的控制策略的有效性；同时通过MATLAB进行的仿真研究，来说明本文设计的控制系统的优越性；最后介绍了控制系统的硬件电路设计与软件框架设计，以及控制调节阀信号输出。将本文采用的DSP控制器来实现一级减温水控制系统的“超驰”控制，和二级减温水控制系统的模糊．PID控制，将DSP控制器用作过热蒸汽温度控制系统的主调节器。通过仿真结果可以表明，本文所采用的基于DSP的过热蒸汽温度控制系统具有较好的自适应能力，其控制品质和鲁棒性都明显优于常规的PID控制系统。即便是被控对象的参数发生较大的变化和系统有扰动的情

4、况下，仍能保证系统良好的动、静态特性，能对过热蒸汽温度控制起到很好的作用。图【53】表【2】参[48】关键词：过热蒸汽温度；减温水；模糊控制；DSP；串级控制；PID；分类号：TP273+．3；AbstractIncoal．firedpowerplants，thesuperheatedsteamtemperaturecontrolsystemforthermalpowerunitsisanimportantandindispensablecomponentoftheirperformanceandreliabilityhavebecomethethermalpowerunitsto

5、ensuresafetyandeconomyofanimportantfactor．SuperheatedsteamtemperatureishiIgh,theunitisrelativelyhighthermalefficiency,buttoohiIgh,thesteammachineandCallnotaffordmetalmaterials，thetemperatureistoolowthentheefficiencyofaffectedunits．Superheatedsteamtemperatureofthestabilityoftheunitsafeandeconom

6、icoperationisveryimportant,SOthehighertheircontrolrequirements．However,duetosuperheatedsteamtemperatureisatypicallargedelay,largeinertia,nonlinearandcomplextime-varyingsystems，theuseofclassicalcontroltheorytocontrolanumberofshortcomingsexist．Inthispaper,conventionalPIDcontrolbasedontheconventi

7、onalPIDandfuzzyPIDtechnologyofcompositecontrolstrategy．ThestrategyusedinDSP—basedcontrollerasthecoreofthecontrolsystem，controlledbytheamountofwaterbywater,superheatedsteaminordertoachieveeffectivecontroloftemperature．First,byintroducing