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1、南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)专 业： 热能与动力工程（火电厂集控运行） 题 目： 超临界机组协调控制系统的分析与设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集
2、、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：
3、日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日毕业设计说明书（论文）中文摘要火电厂超临界机组协调控制系统是一个多变量被控对象，具有非线性强、参数时变大、迟延等特性，针对这些特性，需要对机组进行解耦控制，然后对控制算法进行改进，使系统更加稳定的运行。本文首先介绍
4、了协调控制系统的控制方案；其次，对协调控制系统的影响因素进行了总结，分析了超临界机组的动态特性以及超临界机组在100%负荷下的动态数学模型；再次，通过对该超临界机组数学模型相对增益的计算，结果表明，该系统是以汽机跟随为基础的协调控制系统；然后，分别采用前馈解耦和对角阵解耦两种方法对超临界机组协调控制系统进行了仿真研究，比较解耦后与解耦前以及等效单回路的阶跃响应曲线；最后，对机组的控制效果进行改进，利用积分分离PID控制算法对超临界机组100%负荷模型进行了仿真研究，并与常规PID控制算法进行了比较，结果表明：积分分离PID控制算法比常规PID控制算法能够显著降低系统的超调量，使系统更趋与稳定运
5、行。关键词 ： 协调控制 解耦控制 PID控制 积分分离PID控制毕业设计说明书（论文）外文摘要Title The Analysis And Design of the Coordinated Control System of the Supercritical UnitAbstractThe coordinated control system of boiler-turbine is a complicated multi-variable control object, and it has some characters such as nonlinear, time-varying
6、 parameters and large delay。According to these characteristics, need to decouple control unit, then to control algorithm was improved, make the system more stable operation 。Firstly ，this article introduces the control schemes of coordinated control system are presented; Secondly, summarizes the inf
7、luence of factors of coordination control system ，analyzes the dynamic characteristic of supercritical unit in 100% load and supercritical unit under the dynamic mathematical model ;Again, through the calculation of relative gain mathematical model, the result shows that ,this system is based on tur
8、bine follow coordinated control system ; Then, we adopt feedforward decoupling and diagonal matrix decoupling two methods coordinated control system of supercritical unit simulated research, compare decoupling control and not decoupling control effect and completely decoupling single loop control ef
9、fect after the difference ; Finally, on the unit control effect, using improved integral separation PID control algorithm for supercritical unit 100% load model and simulation with the conventional PID control algorithm is compared, results show that: integral PID control algorithm is better than co
10、nventional PID control algorithm can significantly reduce the system overshoots, make the system more hasten and stable operationKeyword: The coordinated control system(CCS); Decoupling; PID controller; PID controller using integral separation南京工程学院毕业设计说明书（论文）目录前言1第一章 绪论21.1单元机组协调控制系统的研究目的及意义21.2单元机
11、组协调控制系统的研究现状21.2.1国内外协调控制的应用现状31.3 研究内容与研究计划4第二章 机炉协调控制系统概述62.1 协调控制系统概述62.1.1协调控制系统的基本策略82.2协调控制系统的数学模型分析102.2.1 超临界机组协调控制系统的特点102.2.2 超临界机组协调控制系统的数学模型15第三章 多变量耦合系统概述213.1概述213.2前馈补偿解耦法273.3对角矩阵法283.4解耦控制效果比较343.4.1模型降阶343.4.2前馈补偿法开环解耦控制效果比较413.4.3对角矩阵法开环解耦控制效果的比较463.5小结51第四章 协调控制系统的控制策略534.1机跟炉协调控
12、制系统544.1.1 补偿锅炉侧扰动的机跟炉协调系统544.1.2 补偿汽机侧扰动的机跟炉协调系统554.1.3 实现双向补偿的机跟炉协调系统564.2 炉跟机协调控制系统574.2.1 补偿锅炉侧扰动的炉跟机协调系统574.2.2 补偿汽机侧扰动的炉跟机协调系统584.2.3 实现双向补偿的炉跟机协调系统58第五章 协调控制系统的仿真研究与分析605.1解耦后单回路控制系统的整定605.2前馈法闭环解耦与等效单回路控制效果的比较675.2.1 前馈法闭环解耦后的整定675.2.2 前馈补偿法闭环解耦控制系统与等效单回路控制系统的仿真比较725.3对角矩阵法闭环解耦与等效单回路控制效果的比较7
13、45.3.1 对角矩阵法解耦后的整定745.3.2 对角矩阵法解耦控制系统与等效单回路控制系统的仿真比较795.4小结81第六章 改进积分算法的协调控制系统仿真研究826.1采用积分分离PID控制器的仿真研究826.2 小结87第七章 结论89参考文献90致谢92南京工程学院毕业设计说明书（论文）前言众所周知，我国现阶段正处在电力建设的高峰期。根据国家的“十一五”电力规划，2010年发电装机将要达到5.86亿千瓦左右，其中火电在4亿千瓦以上，“十一五”电力安排投产在1.65亿千瓦左右，而其中火电为8500万千瓦，到2020年全国规划装机容量预计达到99.5亿千瓦左右，其中63为火电装机容量。而
14、现阶段300MW、600MW等大容量、高参数、单元制机组已经成为火力发电的主力机组，1000MW也已陆续投入生产。目前，超临界机组是我国新建或扩建火力发电厂的主流机组，随着越来越来多的大容量、高参数机组的投运，现代化电力生产对机组运行安全性、经济性要求的提高，使其自动化水平也得到了很大的提高，自动化已经在生产过程中起到了至关重要的作用。超临界机组是以汽水一次循环为特征的直流锅炉，是强耦合、非线性、多参数的被控对象，必须同时考虑锅炉惯性较大，汽机反应较快的特点，将机炉看作联系紧密的一体化对象，采用协调控制（CCS）策略；单元机组协调控制系统是在常规的机炉局部控制系统的基础上发展起来的复杂控制系统，具有多种控制功能，能够满足不同运行方式和不同工况下的控制要求。随着技术的发展，对单元机组控制提出更高的要求，研究单元机组协调控制系统，将有助于提高火电厂的自动化程度和安全经济运行水平，因此具有很重要的现实意义；又由于协调控制系统的被控对象是一个多变量被控对象，具有非线性、参数时变、大迟延等特性。而且机、炉耦合严重，机、炉响应特性差异巨大，精确的数学模型难于得到，常规机炉协调控制系统的控制策略远远不能满足电网对单元机组协调控制系统的要求。因此，需要对单元机组协调控制系统的被控对象特性及控制策略进行深入研究。第一章 绪论1.1单元机组协调控制系统的研究目的及意义
