过热汽温控制系统

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过热汽温控制系统【过热汽温控制系统】过热汽温控制系统是维持过热蒸汽温度在规定的範围内是电厂安全经济运行的控制系统。过热汽温的常规控制系统包含最基本的串级调节和具有导前微分的双迴路控制机构。改进控制系统包含PID+状态反馈控制方案、Smith预估控制方案、套用模糊理论的控制方案、套用神经网路的控制方案四种。
基本介绍中文名：过热汽温控制系统
外文名：Superheated Steam Temperature Control System
常规控制：串级调节、双迴路控制机构
改进控制：PID+状态反馈、Smith预估等
意义：维持过热蒸汽温度在规定的範围
所属学科：控制科学
研究背景过热蒸汽温度是锅炉运行的重要指标之一，维持过热蒸汽温度在规定的範围内是电厂安全经济运行的重要保证。维持过热汽温稳定、控制过热汽温在允许的範围内、保证整个过热器不要超温是过热汽温控制系统的重要任务。过高可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分金属材料损坏，降低使用寿命；过低又会降低电厂的循环热效率，影响汽轮机的安全经济运行。汽温变化过大，将导致锅炉和汽轮机金属管材及部件的疲劳，危及机组的安全。火电厂的主汽压力、燃烧工况、吹灰、锅炉送风量等的变化都是影响汽温变化的因素，都会引起汽温的波动，并使过热汽温、再热汽温在较长时间会偏离设定值。因此，加强对过热汽温的有效控制是使机组安全运行，提高控制品质的关键。过热汽温的常规控制系统目前，工程中常用的过热汽温控制系统，还是採用最基本的串级调节和具有导前微分的双迴路控制机构。过热汽温串级控制系统基于过热汽温系统的特点，为了改善系统的动态特性，引入中间点信号作为控制系统的补充信号，从而构成了串级控制系统。

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採用导前微分信号的过热汽温双迴路控制系统导前汽温微分信号的控制系统。并引入了导前汽温微分信号为调节器的补充信号，从而提高调节质量。通过分析得出了串级控制系统的主副两个调节迴路的工作比较独立，系统投运时参数整定、调试直观方便，而有导前汽温微分信号的双迴路调节系统的两个迴路在参数在整定时相互影响、不易掌握。

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过热汽温的改进控制系统对于过热汽温的特性，广大学者和研究热人员给予了过热汽温控制系统广泛的关注，并提出许多新的控制方案，下面简要介绍有代表性的四种。PID+状态反馈控制方案在串级调节的基础上，增加了状态观测器，并将状态变数反馈到减温器的执行器上。当被控对象发生变化时，可以更快的了解变化信息，并通过反馈直接作用到执行器上，改善了系统的动态特性。

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Smith预估控制方案在传统串级控制的基础上，主控制迴路採用了Smith预估器。实践证明，在汽温控制中採用Smith预估控制，对于抑制超调是非常有效的。由于Smith预估器可根据搭设的数学模型来预先估计出所採用的控制动作对过程变数的可能影响，而不必等到过程变数有所反应后再去校正所採取的控制动作，从而提高调节效果。

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套用模糊理论的控制方案模糊控制方案仍然採用了串级控制系统的结构，内迴路与传统的串级控制相同，主调节器採用模糊控制器。模糊控制器的设计是根据人工控制规则，将人工控制的实践经验加以总结而得到一个多级Fuzzy条件语句，採用模糊集合理论实现，模糊控制规则的质量决定了系统的控制性能。