锅炉汽包液位控制.docx

天津城建大学
课程设计任务书
2017-2018学年第2学期
控制与机械工程学院电气工程及其自动化专业班级姓名学号
课程设计名称：过程控制
设计题目：锅炉汽包液位控制
完成期限：自2018年6月11日至2018年6月15日共1周
设计依据、要求及主要内容：
一、设计任务
加热炉出口温度控制系统，测取温度对象的过程为：当系统稳定时，在温度调节阀上做3%变化，输出温度记录如下：
t/min024681012270.0270.0267.0264.7262.7261.0259.5t/min14161820222426258.4257.8257.0256.5256.0255.7255.4t/min28303234363840255.2255.1255.0255.0255.0255.0255.0试根据实验数据设计一个超调量的无差控制系统。具体要求如下：
根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型；
根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）；
根据设计方案选择相应的控制仪表；
对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。
二、设计要求
采用MATLAB仿真；需要做出以下结果：
（1）超调量
（2）峰值时间
（3）过渡过程时间
（4）余差
（5）第一个波峰值
（6）第二个波峰值
（7）衰减比
（8）衰减率
（9）振荡频率
（10）全部P、I、D的参数
（11）PID的模型
（12）设计思路

三、设计报告
课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
四、参考资料
[1]何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社，2004
[2]邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000
[3]过程控制教材

指导教师（签字）：
系主任（签字）：
批准日期：2018年6月1日

目录
TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc391561612"1、绪论 PAGEREF_Toc391561612\h1
HYPERLINK\l"_Toc391561613"1.1锅炉的工作过程简介 PAGEREF_Toc391561613\h1
HYPERLINK\l"_Toc391561614"1.2锅炉汽包水位自动控制的意义 1
HYPERLINK\l"_Toc391561615"1.3锅炉液位控制的难点 1
HYPERLINK\l"_Toc391561616"2、汽包锅炉水位控制系统的设计 PAGEREF_Toc391561616\h2
HYPERLINK\l"_Toc391561617"2.1概述 PAGEREF_Toc391561617\h2
HYPERLINK\l"_Toc391561618"2.2单冲量控制系统 2
HYPERLINK\l"_Toc391561619"2.3双冲量控制系统 2
HYPERLINK\l"_Toc391561620"2.4三冲量控制系统 3
HYPERLINK\l"_Toc391561621"2.4.1单级三冲量控制系统 3
HYPERLINK\l"_Toc391561622"2.4.2串级三冲量控制系统 4
HYPERLINK\l"_Toc391561623"3、锅炉汽包水位的动态特性的数学建模 5
HYPERLINK\l"_Toc391561624"3.1给水流量作用下的动态特性 5
HYPERLINK\l"_Toc391561625"3.2蒸汽流量扰动下的动态特性 6
HYPERLINK\l"_Toc391561626"3.3根据所给数据进行曲线拟合 6
HYPERLINK\l"_Toc391561627"3.3.1相关MATLAB程序及结果 6
HYPERLINK\l"_Toc391561628"3.3.2控制变量的确定 7
HYPERLINK\l"_Toc391561629"3.4串级三冲量的框图 8
HYPERLINK\l"_Toc391561630"4、硬件选择 9
HYPERLINK\l"_Toc391561631"4.1流量传感器选择 9
HYPERLINK\l"_Toc391561632"4.2水位传感器选择 9
HYPERLINK\l"_Toc391561633"4.3电机的选择 9
HYPERLINK\l"_Toc391561634"4.4接触器的选择 9
HYPERLINK\l"_Toc391561635"4.5阀的开闭选择形式 9
HYPERLINK\l"_Toc391561636"5、PID参数的整定和