基于MATLAB的锅炉水温与流量串级控制系统的设计

2024年5月31日发(作者：)

基于MATLAB的锅炉水温与流量串级控制系统的设计

目录

摘 要 ........................................................................................................... 2

Abstract ....................................................................................................... 3

1 概述 ......................................................................................................... 4

1.1过程控制 ............................................................................................................................. 4

1.2串级控制系统 ..................................................................................................................... 6

1.3 MATLAB软件 ................................................................................................................... 7

1.4 MCGS组态软件 ................................................................................................................ 8

2 PID控制器原理 .................................................................................... 10

2.1 PID控制器简介 ............................................................................................................... 10

2.2 PID控制系统 ................................................................................................................... 11

2.3 PID控制参数的整定及方法 ........................................................................................... 12

2.3.1 PID控制参数的整定简介 .................................................................................... 12

2.3.2 PID控制参数整定方法 ........................................................................................ 12

3 建立被控对象模型 .............................................................................. 15

3.1 被控对象建模 .................................................................................................................. 15

3.2 测量被控对象阶跃响应曲线 .......................................................................................... 16

3.3求取被控对象传递函数 ................................................................................................... 17

4 控制方案的设计及仿真 ...................................................................... 22

4.1 设计控制系统框图 .......................................................................................................... 22

4.2 Simulink控制系统仿真 ................................................................................................... 23

4.3仿真结果分析 ................................................................................................................... 24

4.4 串级控制与单回路控制系统抗干扰性能仿真 .............................................................. 26

5 结论 ....................................................................................................... 29

致谢 ........................................................................................................... 30

参考文献................................................................................................... 31

附录：英语资料及译文 .......................................................................... 32

摘 要

本设计针对锅炉温度控制问题，综合应用过程控制理论以及近年来兴起的仿

真技术、计算机远程控制、组态软件，设计了锅炉温度流量串级控制系统。首先，

通过实验法建立锅炉的数学模型，得到锅炉温度与进水流量之间的传递函数，通

过对理论设计的控制方案进行仿真，得到较好的响应曲线，为实际控制系统的实

现提供先决条件。其次，使用智能仪表作为控制器，组建现场仪表过程控制系统，

通过参数整定，得到较好现场控制效果。再次，实现积分分离的PID控制算法。

关键词： 水温 流量 串级控制系统 PID控制 仪表过程控制系统 计算机过程

控制系统