文档介绍：新疆大学毕业论文(设计)
题目:加热炉出口温度串级控制系统设计及鲁棒性仿真分析
指导老师: 毛先萍副教授
学生姓名: 程源洪
所属院系: 化学化工学院
专业: 过程装备与控制工程
班级: 化机09-1
完成日期: 2013-5
声明
本人郑重声明:该论文(设计)系本人在毛先萍老师指导下独立完成,没有抄袭、剽窃他人成果,由此造成的一切后果由本人负责。
特此声明!
声明人签字:
二〇一三年六月
新疆大学
毕业论文(设计)任务书
班级: 化机09—1班姓名: 程源洪
论文(设计)题目: 加热炉出口温度串级控制系统设计及鲁棒性仿真分析
专题: 应用研究
论文(设计)来源: 教师自拟
要求完成的内容:
1. 查找相关资料,熟悉Mathlab语言及Simulink工具箱的使用;
2. 熟悉动态模型建立方法,并建立加热炉对象的动态模型;
3. 设计单回路和串级控制方案,建立各环节动态数学模型,并在Simulink中进行仿真调试;
4. 分析不同控制方案、不同控制参数对控制系统过渡过程的影响,并分析串级控制系统的鲁棒性;
5. 整理资料,撰写论文;
6. 提交论文打印文稿、仿真模型软件及符号说明清单,以及外文文献翻译资料。
发题日期:2013年02月25日完成日期:2013年06月01日
实习实训单位: 新疆大学论文页数: 60页
实习实训地点: 化学化工学院图纸张数: 0 张
指导教师: 毛先萍副教授
教研室主任: 毛先萍副教授
院长: 王吉德教授
摘要
加热炉是炼油工业中用于重油加热的最重要的热工设备之一,也是整个炼油工业的耗能大户。重油的出口温度是重要的控制指标,温度控制的精确性直接影响后续工艺的进行,对最终产品的质量有至关重要的影响。因此加热炉的模型研究和出口温度的优化控制就显得越来越重要。
加热炉是一个典型的复杂工业过程,它几乎具备了复杂系统的所有特征,如难以建立精确的数学模型、干扰严重、非线性、大惯性、大滞后等特点,这些特点导致加重油加热炉出口温度很难精确控制,常规的单回路控制很难满足生产要求。
本文结合管式加热炉的实际特点,对加热炉出口温度进行了建模、控制及仿真的研究。首先,利用实验建模的方法建立了加热炉出口温度的动态模型,通过实际曲线与拟合曲线的比较,发现实验建模的方法是成功的。其次,设计了单回路和串级控制方案,建立各个环节的动态数学模型,并在Simulink中进行仿真调试。最后,分析了不同控制方案和不同控制参数对控制系统过渡过程的影响。仿真结果证明:与单回路温度控制相比较,串级控制系统对出口温度的变化具有更好的跟随性,调整时间短,超调量小,而且具有较强的抗扰性和鲁棒性。
关键词:加热炉;温度控制;串级控制;鲁棒性;仿真
ABSTRACT
Heating furnace is one of the most important heating equipment used to heat the heavy oil in oil refining industry, which also consumes a great amount of energy. Heavy oil outlet temperature is an important control index as the temperature control precision affect the follow-up processes directly, which have crucial influence on the quality of the final product. So the outlet temperature of the heating furnace model research and the optimization of the control system e more and more important.
Heating furnace is a plex industrial process, which almost owns all the features plex systems, such as difficult to establish accurate mathematical model, serious interference, nonlinear, big inertia, big lag and so on, which lead to oil heating furnace outlet temperature is difficult to control precisely while the