基于SIMULINK的載熱體前饋反饋控制系統(tǒng)仿真研究控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(jì)1

《基于SIMULINK的載熱體前饋反饋控制系統(tǒng)仿真研究控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(jì)1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于SIMULINK的載熱體前饋反饋控制系統(tǒng)仿真研究控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(jì)1（19頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 本科生課程設(shè)計(jì)論文 題 目：基于SIMULINK的載熱體前饋-反饋控制系統(tǒng)仿真研究 內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程名稱 控制系統(tǒng)仿真 設(shè)計(jì)題目 載熱體前饋-反饋控制系統(tǒng)仿真 指導(dǎo)教師 時(shí)間 一、教學(xué)要求 1、理解載熱體前饋-反饋控制系統(tǒng)的組成及的工作原理； 2、掌握使用Matlab/Simulink軟件對(duì)控制系統(tǒng)的建模與仿真的方法； 3、掌握控制器的設(shè)計(jì)方法，以及控制器參數(shù)整定和優(yōu)化的方法。 二、設(shè)計(jì)資料及參數(shù) 設(shè)計(jì)資料詳見《過程控制系統(tǒng)的Matlab仿真》（劉文定主編）9

2、.1.3節(jié)。 本設(shè)計(jì)涉及到的控制原理、過程控制系統(tǒng)等內(nèi)容參考相關(guān)專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容。 設(shè)計(jì)參數(shù)：見《過程控制系統(tǒng)的Matlab仿真》（劉文定主編）9.1.3節(jié)。 三、設(shè)計(jì)要求及成果 1、利用Simulink建立載熱體前饋-反饋控制系統(tǒng)仿真模型，采用前饋反饋控制和串級(jí)控制兩種方案。 2、設(shè)計(jì)以上系統(tǒng)中控制器的參數(shù)，觀察仿真結(jié)果，比較各種參數(shù)下的系統(tǒng)響應(yīng)曲線，內(nèi)容驗(yàn)證仿真結(jié)果的正確性; 3、撰寫不少于3000字的設(shè)計(jì)報(bào)告。 設(shè)計(jì)報(bào)告要求提交紙質(zhì)文檔，設(shè)計(jì)報(bào)告包括設(shè)計(jì)背景、設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)過程、結(jié)果分析等幾個(gè)部分，要求給出設(shè)計(jì)模型圖以及仿真結(jié)果圖。相關(guān)Matlab/Simulink設(shè)

3、計(jì)文件要求提交電子文檔。 四、進(jìn)度安排 收集和查閱資料（一天） Matlab/Simulink建模（兩天） 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化（一天） 編寫技術(shù)設(shè)計(jì)書（一天） 五、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)包括以下幾點(diǎn)：1）工作態(tài)度（占10%）；2）基本技能的掌握程度（占20%）；3）方案的設(shè)計(jì)是否可行和優(yōu)化(40%)；4）課程設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫水平(占30%)。分為優(yōu)、良、中、合格、不合格五個(gè)等級(jí)。 考核方式：設(shè)計(jì)期間教師現(xiàn)場(chǎng)檢查；評(píng)閱設(shè)計(jì)報(bào)告。 六、建議參考資料 1、《控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與CAD》，李國勇，電子工業(yè)出版社，2011年1月第2版 2、《過程控制系統(tǒng)的Mat

4、lab仿真》,劉文定，機(jī)械工業(yè)出版社，2009年2月第1版 摘 要 前饋控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)都屬于單回路控制系統(tǒng)，它們有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。諸如前饋控制能根據(jù)干擾值的大小在被調(diào)參數(shù)偏離給定值之前進(jìn)行控制，使被調(diào)量始終保持在給定值上，但這種控制方式也存在局限，首先表現(xiàn)在前饋控制系統(tǒng)中不存在被調(diào)量的反饋，即對(duì)于補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果沒有檢驗(yàn)手段。反饋控制是根據(jù)被調(diào)量與給定值的偏差值來控制的，反饋系統(tǒng)的特點(diǎn)是在干擾作用下，必須形成偏差才能進(jìn)行調(diào)節(jié)（或偏差即將形成），如果干擾已經(jīng)發(fā)生，而被調(diào)參數(shù)還沒變化時(shí)，調(diào)節(jié)器是不會(huì)動(dòng)作的，即反饋控制總是落后于干擾動(dòng)作，因此稱之為不及時(shí)控制。 因此把它們結(jié)合起來就產(chǎn)生

5、了前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能把前饋與反饋的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，既能發(fā)揮前饋調(diào)節(jié)控制及時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，又能保持反饋控制對(duì)各種擾動(dòng)因素都有抑制作用的長(zhǎng)處，較好地解決了控制過程中的問題，通過仿真可以得出這種系統(tǒng)既能獲得較好的穩(wěn)定性，又有較好的抗擾性能。 關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件 換熱器 仿真分析 仿真建模 SIMULINK 目錄 目錄 5 1 概述 7 1.1 SIMULINK 7 1.2 換熱器 8 1. 換熱器概述 8 2.換熱器的特性 9 1.3 前饋-反饋控制系統(tǒng) 10 2 控制方案 11 2.1　載熱體流量的控制方案 11 2.2 控

6、制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì) 13 2.3 參數(shù)整定 14 3　載熱體流量控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn) 16 3.1 載熱體流量控制系統(tǒng)仿真框圖 16 3.2載熱體流量控制系統(tǒng)仿真響應(yīng)曲線 17 4 結(jié) 語 18 參考文獻(xiàn) 19 　引言 生產(chǎn)過程中必須保證產(chǎn)品滿足一定的數(shù)量和質(zhì)量的要求，同時(shí)也要保證生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟(jì)，這就要求生產(chǎn)過程在預(yù)期的工況下進(jìn)行。但是，生產(chǎn)過程往往受到各種擾動(dòng)而偏離正常工況，必須通過自動(dòng)控制隨時(shí)消除各種干擾，保證正常運(yùn)行。更為嚴(yán)重的是有時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)本身也要發(fā)生故障，這就要求在設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，考慮各種可能發(fā)生的故障，并加以保護(hù)。因此，現(xiàn)

7、代的自動(dòng)控制系統(tǒng)往往包含自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)報(bào)警、順序控制等內(nèi)容。有時(shí)，它們有機(jī)的組合成一個(gè)不可分割的整體，以確?？刂葡到y(tǒng)的安全可靠。 以往人們對(duì)換熱器控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真， 大多采用Basic、 Fort ran、 C、C + + 等算法語言來編制仿真程序， 編程復(fù)雜， 而且受上述算法語言的繪圖功能的限制，要繪出仿真曲線就得調(diào)用相應(yīng)的軟件包來作進(jìn)一步的處理， 使得編制、調(diào)試程序更復(fù)雜。另外，過去建立仿真模型往往是以系統(tǒng)的狀態(tài)方程為基礎(chǔ)的， 在仿真前需要手工求出系統(tǒng)的狀態(tài)方程。而換熱器控制系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)， 求取狀態(tài)方程有一定的難度， 若系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化, 則需要重寫狀態(tài)方程， 仿真

8、程序的修改工作量很大， 仿真模型的利用率低。 本文采用MATLAB下的Simulink作為仿真平臺(tái)對(duì)換熱器控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，采用各種模型對(duì)換熱器控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。并將仿真實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相比較，驗(yàn)證仿真模型和算法的正確性，體現(xiàn)了模塊化建模在仿真計(jì)算中的優(yōu)勢(shì)。 1 概述 1.1 SIMULINK SIMULINK是一種強(qiáng)有力的仿真工具，它能讓使用者在圖形方式下以最小的代價(jià)來模擬真實(shí)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行。SIMULINK準(zhǔn)備有數(shù)百種福定義的系統(tǒng)環(huán)節(jié)模型、最先進(jìn)的有效積分算法和直觀的圖示化工具。依托SIMULINK強(qiáng)健的仿真能力，用戶在原型機(jī)制造之前就可建立系

9、統(tǒng)的模型，從而評(píng)估設(shè)計(jì)并修復(fù)瑕疵。SIMULINK具有如下的特點(diǎn)：? （1）建立動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)模型并進(jìn)行仿真。SIMULINK是一種圖形化的仿真工具，用于對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模和控制規(guī)律的研究制定。由于支持線性、非線性、連續(xù)、離散、多變量和混合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，SIMULINK幾乎可分析任何一種類型的真實(shí)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。? （2）以直觀的方式建模。利用SIMULINK可視化的建模方式，可迅速地建立動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的框圖模型。只需在SIMULINK元件庫中選出合適的模塊并施放到SIMULINK建模窗口，鼠標(biāo)點(diǎn)擊連續(xù)就可以了。SIMULINK標(biāo)準(zhǔn)庫擁有超過150中，可用于構(gòu)成各種不同種類的動(dòng)態(tài)模型系統(tǒng)。模塊包括輸入信號(hào)源、動(dòng)

10、力學(xué)元件、代數(shù)函數(shù)和非線性函數(shù)、數(shù)據(jù)顯示模塊等。SIMULINK模塊可以被設(shè)定為觸發(fā)和使能的，用于模擬大模型系統(tǒng)中存在條件作用的子模型的行為。 （3）增添定制模塊元件和用戶代碼。SIMULINK模塊庫是可制定的，能夠擴(kuò)展以包容用戶自定義的系統(tǒng)環(huán)節(jié)模塊。用戶也可以修改已有模塊的圖標(biāo)，重新設(shè)定對(duì)話框，甚至換用其他形式的彈出菜單和復(fù)選框。SIMULINK允許用戶吧自己編寫的C、FORTRAN、Ada代碼直接植入SIMULINK模型中。? （4）快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行設(shè)計(jì)模擬。SIMULINK優(yōu)秀的積分算法給非線性系統(tǒng)仿真帶來了極高的精度。先進(jìn)的常微分方程求解器可用于求解剛性和非剛性的系統(tǒng)、具有時(shí)間觸發(fā)

11、或不連續(xù)的系統(tǒng)和具有代數(shù)環(huán)的系統(tǒng)。SIMULINK的求解器能確保連續(xù)系統(tǒng)或離散系統(tǒng)的仿真速度、準(zhǔn)確地進(jìn)行。同時(shí)，SIMULINK還未用戶準(zhǔn)備一個(gè)圖形化的調(diào)試工具，以輔助用戶進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。? （5）分層次的表達(dá)復(fù)雜系統(tǒng)。SIMULINK的分級(jí)建模能力使得體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模型構(gòu)建也簡(jiǎn)便易行。根據(jù)需要，各種模塊可以組織成若干子系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，整個(gè)系統(tǒng)可以按照自定向下或自底向上的方式搭建。子模型的層次數(shù)量完全取決于所構(gòu)建的系統(tǒng)，不受軟件本身的限制。為方便大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的操 作，SIMULINK還提供了模型結(jié)構(gòu)瀏覽的功能。? （6）交互式的仿真分析。SIMULINK的示波器可以動(dòng)畫和圖像顯

12、示數(shù)據(jù)，運(yùn)行中可調(diào)整模型參數(shù)進(jìn)行What-if分析，能夠在仿真運(yùn)算進(jìn)行時(shí)監(jiān)視仿真結(jié)果。這種交互式的特征可以幫助用戶快速的評(píng)估不同的算法，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。? 由于SIMULINK完全集成于MATLAB，在SIMULINK下計(jì)算的結(jié)果可以保存到MATLAB工作空間之中，因而就能使用MATLAB所具有的眾多分析、可視化及工具箱工具操作數(shù)據(jù)。 1.2 換熱器 1. 換熱器概述 換熱器（熱交換器）是一股或幾股流體（輔助流體）加熱或冷卻另一股或幾股流體（目標(biāo)流體），使目標(biāo)流體出口溫度達(dá)到工藝要求的熱交換設(shè)備，特別是被加熱介質(zhì)是水的換熱器，在供熱系統(tǒng)中得到廣泛使用。熱水換熱器按參與換熱器的介質(zhì)分類

13、，分為汽-水換熱器和水-水換熱器；按換熱器的換熱方式分類，分為表面式換熱器和混合式換熱器。表面式換熱器是冷熱兩種流體被金屬壁面割開，而通過金屬壁面高溫介質(zhì)將熱量傳給低溫介質(zhì)?；旌鲜綋Q熱器是冷熱兩種流體直接接觸進(jìn)行混合而實(shí)現(xiàn)換熱的換熱器。 目前常用的幾種換熱器有：容積式換熱器、殼管式換熱器、板式換熱器、等離子體改性強(qiáng)化換熱器等。 容積式換熱器既是換熱器又是貯熱水罐，在未加熱前在罐體存有大量冷水，熱效率低，換熱時(shí)間長(zhǎng)，浪費(fèi)能源，多用于生活熱水和用水不均勻的工業(yè)用熱水系統(tǒng)，主要為罐體及加熱排管兩部分組成。 殼管式換熱器是應(yīng)用最廣泛的傳統(tǒng)換熱器，其最基本的構(gòu)造是在圓形殼體內(nèi)加許多熱交換用的小管，

14、當(dāng)加熱的熱媒為蒸汽時(shí)為殼管汽-水換熱器，加熱的熱媒為高溫水時(shí)稱為殼管水-水換熱器，水-水換熱器由于熱交換水管內(nèi)外都是水，由于小管兩側(cè)水的流速比較接近，圓形外殼直徑不能太大，當(dāng)加熱面積不能太大，當(dāng)加熱面積要求較大時(shí)，常常將幾段連接起來，故又稱為分段式水-水熱交換器，常用于熱水采暖系統(tǒng)。 板式換熱器是發(fā)展中的新型高效換熱設(shè)備之一。結(jié)構(gòu)上采用特殊的波紋金屬板為換熱板片，使換熱液體在板間流動(dòng)時(shí)，能夠不斷改變流動(dòng)方向和速度，形成激烈的湍流，以達(dá)到強(qiáng)化傳熱的效果，且傳熱板片采用厚度為1.2mm左右的薄板，這就大大提高了其傳熱能力。 等離子體改性強(qiáng)化換熱器，其構(gòu)造基本上同殼管式換熱器，蒸汽在殼程，被加熱

15、水在管程，是一種新型高效強(qiáng)化汽水換熱器。它比一般換熱器具有以下特點(diǎn)： （1）換熱效率高，是同體積其他換熱器換熱量的2倍以上。 （2）設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積和占用空間小，安裝使用方便。 （3）由于換熱管經(jīng)過等離子體改性處理，換熱管表面不易結(jié)垢，換熱效率穩(wěn)定。 （4）金屬耗量低，比普通產(chǎn)品節(jié)約三分之一以上。 2.換熱器的特性 圖1.1所示為換熱器的換熱原理，其中G1、G2分別為工藝介質(zhì)及載熱體的流量；T1i、T2i分別為工藝介質(zhì)及載熱體的入口溫度；T1o、T2o分別為工藝介質(zhì)及載熱體的出口溫度；c1、c2分別為工藝介質(zhì)及載熱體的比熱容。

16、 圖1.1 換熱器換熱原理 根據(jù)換熱器兩側(cè)不發(fā)生相變，可得到熱量平衡方程式為 G2c2(T2i-T2o)=G1c1(T1o-T1i) 換熱器的傳熱速率為 q=KF T 式中 K——傳熱系數(shù)，單位是kcal/(℃*㎡*h); F——傳熱面積，單位是㎡； T——平均溫度差，單位是℃。 對(duì)于單程、逆流換熱器的 T對(duì)數(shù)平均值為 （T2i-T1o）-(T2o-T1i) T= ㏑ T2i-T1i

17、 T2o-T1i 在多數(shù)情況下，當(dāng)（1/3）<(T2i-T1o)/(T2o-T1i)<=3時(shí)，可采用算術(shù)平均值，其誤差小于5%，即 T=(T2i-T1o)-(T2o-T1i)， 2 1 整理可得換熱器的靜態(tài)特性方程為T1o-T1i= G1c1 + 1 1+ G1c1 T2i-T1i KF 2 G2c2

18、 T2i-T1i 流體出口溫度為T1o= G1c1 + 1 1+ G1c1 + T1i KF 2 G2c2 1.3 前饋-反饋控制系統(tǒng) 工程實(shí)際中，為克服單純前饋控制的局限性，獲得良好的控制品質(zhì)，產(chǎn)生了前饋-反饋控制系統(tǒng)，即在反饋控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上附加一個(gè)或幾個(gè)主要擾動(dòng)的前饋控制，又稱復(fù)合控制系統(tǒng)。這樣，依靠反饋控制來使系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)能準(zhǔn)確的使被調(diào)量等于給定值，而在動(dòng)態(tài)過程中則利用前饋控制有效地減少被調(diào)量的動(dòng)態(tài)偏差（對(duì)于主要是由于擾動(dòng)引起的）。其原理框圖如圖1

19、.2所示， 圖1.2 前饋-反饋控制系統(tǒng)原理框圖 N-擾動(dòng)（在此例中為料液流量D）；Y-被調(diào)量（在此例中為料液溫度）； Gd(s)前饋調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)； G1(s)-控制通道對(duì)象的傳遞函數(shù)； Gf(s)-擾動(dòng)通道對(duì)象的傳遞函數(shù)；Gc(s) -反饋調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)； 2 控制方案 根據(jù)上述分析，換熱器出口溫度與工藝介質(zhì)入口溫度、工藝介質(zhì)流量、載熱體入口溫度、載熱體流量有關(guān)。其中，工藝介質(zhì)入口溫度、工藝介質(zhì)流量、載熱體入口溫度都是有前一道工序確定，因此可測(cè)量但不可控的。為此，換熱器控制的操縱變量可選擇為載熱體的流量或工藝介質(zhì)

20、的旁路控制。 2.1　載熱體流量的控制方案 根據(jù)熱量平衡方程和傳熱方程，在傳熱面積足夠大時(shí)，改變載熱體的流量，可有效的控制工藝介質(zhì)出口溫度。當(dāng)載熱體壓力波動(dòng)不大時(shí)，可以采用工藝介質(zhì)出口 溫度為被控變量、載熱體流量為操縱變量的單回路控制系統(tǒng)，如圖2.1所示，該方案適用于載熱體流量的變化對(duì)出口溫度影響較靈敏的場(chǎng)合。 圖2.1 控制載熱體單回路控制系統(tǒng) 當(dāng)影響出口溫度的其他三個(gè)變量變化較頻繁、幅值波動(dòng)較大（如工藝介質(zhì)流量波動(dòng)）且變量可測(cè)量時(shí)，可構(gòu)成工藝介質(zhì)為前饋信號(hào)和載熱體流量的前饋—反饋控制系統(tǒng)，如圖2.2所示。

21、 圖2.2 控制載熱體前饋—反饋控制系統(tǒng) 若載熱體壓力波動(dòng)較大，也可將它作為副被控變量，組成如圖2.3所示的串級(jí)控制系統(tǒng)。 圖2.3 控制載熱體串級(jí)控制系統(tǒng) 載熱體前饋—反饋控制和串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。 圖2.4 載熱體前饋—反饋和串級(jí)控制系統(tǒng)框圖 a)前饋—反饋控制系統(tǒng) b)串級(jí)控制系統(tǒng) 2.2 控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì) 假設(shè)載熱體的被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性為G1（s）=8/(20s+1)，G2（s)=2

22、/(16s+1)，干擾通道的傳遞函數(shù)為Gf(s)=18/[(9s+1)(18s+1)]，系統(tǒng)采用前饋—反饋控制系 統(tǒng)的仿真框圖如圖2.5所示。 圖2.5前饋—反饋控制系統(tǒng)仿真框圖 2.3 參數(shù)整定 采用反饋控制器和動(dòng)態(tài)前饋控制器參數(shù)分別整定方法，反饋控制器采用PI形式，其參數(shù)Kp=0.01、T1=900，仿真出對(duì)應(yīng)的的階躍響應(yīng)曲線并加以分析。 1） 前饋控制器靜態(tài)放大系數(shù)的整定：仿真框圖如圖2.6所示，依次取Kd=0、Kd=2、Kd=-2、Kd=3、Kd=1.9、Kd=2.1時(shí)的系統(tǒng)對(duì)仿真框圖的擾動(dòng)仿真出相應(yīng)的擾動(dòng)輸出曲線，由圖可以

23、分析得選擇Kd=2.1較為合適。 圖2.6 前饋控制器靜態(tài)放大系數(shù)整定的仿真框圖 2） 時(shí)間常數(shù)Td1、Td2的整定：仿真框圖如圖2.7所示。采用靜態(tài)前饋系數(shù)Kd=2.1的仿真框圖進(jìn)行仿真，給定輸入為零，分別取Td1=1，Td2=1；Td1=10，Td2=1；Td1=1，Td2=10；Td1=1，Td2=20；Td1=1，Td2=15；Td1=1，Td2=8；Td1=1，Td2=14；Td1=1，Td2=13.5時(shí)仿真出在單位擾動(dòng)作用下的響應(yīng)曲線，經(jīng)過分析各種參數(shù)曲線，選取Td1=1、Td2=13

24、.5較為合適。 圖2.7時(shí)間常數(shù)整定的仿真框圖 綜合上述，各種參數(shù)選取Kd=2.1，Td1=1，Td2=13.5。 3　載熱體流量控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn) 選取Kd=2.1，Td1=1，Td2=13.5對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)在給定信號(hào)為10，擾動(dòng)信號(hào)為3，被控對(duì)象加幅值為1的隨機(jī)干擾下的仿真框圖如圖3.1所示，對(duì)其進(jìn)行仿真，得到圖3.2所示的響應(yīng)曲線，依次為隨機(jī)擾動(dòng)、可測(cè)干擾信號(hào)、給定信號(hào)和輸出信號(hào)的響應(yīng)曲線。 3.1 載熱體流量控制系統(tǒng)仿真框圖

25、 圖3.1 載熱體前饋—反饋控制系統(tǒng)的仿真框圖 3.2載熱體流量控制系統(tǒng)仿真響應(yīng)曲線 圖3.2 載熱體前饋—反饋控制系統(tǒng)響應(yīng)曲線 4 結(jié) 語 仿真結(jié)果表明，SIMULINK 仿真軟件具有可視化建模和圖形輸出的能力，用它進(jìn)行仿真， 可以大大減小編程量， 而且仿真結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)所得結(jié)論基本吻合，因此非常適合載熱體流量控制系統(tǒng)的仿真研究，并對(duì)換熱器載熱體流量控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。 采用SIMULINK技術(shù)可快速建立換熱器載熱體控制系統(tǒng)仿真模型，并對(duì)每一子系統(tǒng)建立詳細(xì)和簡(jiǎn)化的仿真模型，形成子系統(tǒng)模塊庫。本文重

26、點(diǎn)建立了載熱體前饋—反饋控制系統(tǒng)仿真模型，形成了PID模塊庫。仿真計(jì)算中應(yīng)兼顧準(zhǔn)確性及快速性，選擇適當(dāng)?shù)姆抡婺Ｐ停⒏鶕?jù)具體實(shí)踐開發(fā)出新的仿真模型，不斷豐富子系統(tǒng)模塊庫。因而，基于SIMULINK的載熱體流量控制系統(tǒng)仿真模型具有很強(qiáng)的開放性和可移植性，可以形成直觀的仿真模型，模型搭建高效、快捷，對(duì)換熱器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化控制及工況的預(yù)測(cè)具有重要意義。但是，換熱器載熱體控制系統(tǒng)在建立數(shù)學(xué)模型的過程中，不可避免地忽略了一些次要因素和對(duì)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化；SIMULINK模塊庫中的有些模塊算法精度不高，不能滿足專業(yè)需求。因而，基于SIMULINK的載熱體動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與換熱器載熱體實(shí)際動(dòng)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)存在

27、誤差，應(yīng)充分發(fā)揮SIMULINK技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)換熱器的具體特性，開發(fā)出適合換熱器仿真的專業(yè)模塊，兼顧仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和快速性，根據(jù)不同需求調(diào)用不同模塊，使得仿真更準(zhǔn)確地反映換熱器的實(shí)際過程，為實(shí)際工作提供定性分析及決策支持。 參考文獻(xiàn) [1] 《過程控制系統(tǒng)的MATALAB仿真》，劉文定，機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 何東健,劉忠超,范靈燕.基于MATLAB的PID控制器參數(shù)整定及仿真.西安科技大學(xué)學(xué)報(bào).2006,第26卷第4期：511－515 [3] 張曉華.控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與CAD.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1999：164-166 [4] 歐陽黎明.Matlab控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京.國防

28、工業(yè)出版社.2001：12－21 [5] 張玉鐸,王滿嫁. 熱工控制系統(tǒng).北京.華北電力大學(xué).1998：9-18 [6] 胡壽松.自動(dòng)控制原理.（第四版）北京.科學(xué)出版社.2001：5-7 [7] 李遵基主編.熱工自動(dòng)控制系統(tǒng).北京.中國電力出版社.1997：1-60 [8] 黃忠霖.控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真.西安.西安電子科技大學(xué).2004:37-48 [9] 李文濤主編．過程控制．北京．科學(xué)出版社．2012 [10] 熊光愣.控制系統(tǒng)仿真與模型處理.北京.科學(xué)出版社.1993：30－41 [11] 王云亮等著.MATLAB語言與自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2004：104-147 [12] 陳哲.現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ).北京.冶金工業(yè)出版社.1987:42-47 [13] 呂勇哉著.工業(yè)過程模型化及計(jì)算機(jī)控制.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.1986:11-19 [14] 鄧?yán)?包明.單回路PID控制系統(tǒng)參數(shù)整定算法的仿真研究.渝州大學(xué)學(xué)報(bào).1998, 第15卷第4期：62－68 [15] 張凌雁,解紹鋒,馮曉云.系統(tǒng)仿真技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.山西電子技術(shù). 2004,第3期：5－7 [16] 薛定宇.控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)—Matlab語言及應(yīng)用.北京.清華大學(xué) 出版社. 1998：36-60