先进PID在火电厂锅炉 汽包水位控制中的应用.docx

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先进PID在火电厂锅炉汽包水位控制中的应用

第1章绪论

1.1课题背景与意义

近年来,随着国民经济和科学技术的迅速发展,一方面,火力发电技术日趋成熟,机组不断向高参数、大容量方向发展,大型火电机组大量投产,这对机组运行的安全性、经济性等方面提出了更为严格的要求.因此机组运行越来越依赖于先进的自动化系统;另一方面,随着我国电力系统改革的进一步深化,厂网分开模式的建立,电厂经济将实行独立核算,如何不断降低发电成本,提高效益已成为发电企业面临的一个重大研究课题.

锅炉是火电机组的重要组成部分,其动态特性将直接影响着整个机组的动态性能.在这种情况下,锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点,锅炉的复杂特性使得采用常规方法难以获得良好效果,近年来锅炉的建模和控制融入了智能化的手段.自从1965年加得福尼亚大学的查德ZADEH教授创建模糊集理论和1974年英国的E.H.Mamdani成功地将模糊控制应用于锅炉和蒸汽机控制以来,模糊控制得到广泛发展并在现实中得以成功应用.模糊控制在70年代引入中国,研究起步较晚,但发展较快,目前在模糊控制、模糊辨识、模糊聚类、模糊模式识别等领域取得很大成就.我国是最早把模糊理论引入气象预报、地震预测和高炉冶炼控制方面的国家.在自适应模糊PID控制器方面,我国的许多学者研究提出了采用模糊逻辑的非常规的PID控制器,研究表明自适应、自调整以及模糊PID不仅可以解决简单线性问题,而且对于许多复杂非线性、高阶、时延等系统具有很好的效果.最近几年对于经典模糊控制系统稳态性能的改善、模糊集成控制、模糊自适应控制与多变量模糊控制的研究,特别是针对复杂系统的自学习与参数自调整模糊系统方面的研究受到学者的关注.汽包水位的动态特性主要有：

非线性、不确定性、时滞和负荷干扰、非最小相位特征等.对锅炉汽包水位控制方法大多采用传统的PID控制方式,由于传统PID控制系统的参数是固定不变,在稳定的工况下一般可以投入自动,但在系统运行动态大幅度变化的情况下,系统不能适应,造成系统的不稳定甚至失控.在实际运行中常常需要手工操作.自适应模糊控制就是运用模糊的基本理论和方法,把规则的条件、操作用模糊表来表示,并把这些模糊控制规则以及有关信息作为知识存入知识库中,然后根据控制系统的实际响应情况运用模糊推理即可自动调整最佳参数.

锅炉设备是一个多输入、多输出且相互关联的复杂控制对象,主要的控制系统包括锅炉汽包水位的控制、锅炉燃烧系统的控制、过热蒸汽系统的控制.其中维持汽包水位在给定范围内是保证锅炉安全运行的必要条件之一,是锅炉正常运行的重要指标.水位高会导致蒸汽带水进入过热器并在过热管内结垢,影响蒸汽质量及传热效率,严重的将引起过热器爆管;水位过低又将破坏部分水冷壁的水循环,引起水冷壁局部过热而爆管,汽包水位过高过低的后果非常严重,所以必须严格加以控制.大容量机组的不断增加和电网调度自动化程度的日益提高,对火电机组的控制品质也提出了更高的要求.因此,研究火电厂汽包水位的先进控制策略对于电站运行的安全性和经济性具有十分重要的理论意义和现实意义.

国内外研究现状

火电厂锅炉汽包水位控制方式经历了三个阶段：

以锅炉汽包水位作为唯一反馈量的单冲量控制方式，是最简单的控制方式，也是最基本的控制方式。

该控制方式不能消除“虚假水位”带来的影响，不能及时克服给水流量和蒸汽扰动对汽包水位的影响，存在汽包水位调节时间长，波动幅度大等缺点；后来出现了双冲量控制方式，该控制方式以锅炉汽包水位作为主调节信号，以蒸汽流量作为前馈调节信号，虽然能克服“虚假水位”造成的不利影响，但是还是不能克服给水流量的扰动对汽包水位的影响，存在水位波动大，调节滞后、调节时间长等缺点；后来又出现了三冲量控制方式，该控制方式以锅炉汽包水位作为主调节信号，以蒸汽流量作为前馈调节信号，以给水流量作为反馈调节信号，该控制方式有效的克服了内外扰动的影响，提高了水位控制的质量。

目前，运用在锅炉汽包水位控制上的策略有：

1）普通PID控制（PIDControl）

传统PID控制原理简单，鲁棒性较强，易于实现，已广泛应用于锅炉汽包水位的控制中，具有一定的局限性，存在超调量大，无法实现非线性系统的精确控制。

2）模糊控制（FuzzyControl）

模糊控制能有效适应锅炉汽包水位控制系统的非线性及不确定等特性，较传统PID控制有较强的鲁棒性。

但模糊控制存在稳态控制精度较低，控制作用较粗糙等缺点。

3）模糊PID控制（FuzzyPIDControl）

将模糊控制与PID控制相结合构成模糊PID控制，应用在锅炉汽包水位控制系统中。

该控制方法能对不确定的因素（如参数、条件、干扰和延迟等）进行检测分析，采用模糊推理的方法，实现PID参数的在线自整定，具有鲁棒性较强、使用方便，灵活性、适应性强，控制精度强，较常规控制系统原理简单等优点。

4）神经网络控制（NeuralNetworkControl）

神经网络具有“自学”能力，对系统的输入／输出信息进行分析、捕捉、归纳，形成合适的模糊规则和隶属函数，以自动方式适应系统实时控制的需要，具有精度高、响应速度快和鲁棒性好的优点，现已有把人工神经网络应用于锅炉汽包水位控制系统中的例子，并取得了较好的控制效果。

该控制方法具有简单易于理解、计算量小、调整灵活、控制精确效果好、使用性强等特点。

5）预测控制（PredictiveControl）

预测控制是一种基于模型的先进控制方法，也称为模型预测控制（ModelPredictiveControl）[12]。

预测控制算法对控制对象模型的精度要求不高，适合存在较大纯时延和惯性的系统，且控制品质较好，相比PID控制及传统的最优控制、自适应控制，更适合应用于具有较多不确定因素、存在大时滞的复杂工业过程控制中。

预测控制可显著的提高整台机组的运行效率和稳定性，且预测控制的应用可以获得甚至超过设备改造所带来的效率提升，从而更加有效的达到节能降耗、优化生产的目的。

传统控制方法未能从根本上完全解决控制问题，在实际应用中遇到许多难以逾越的障碍，因而以模拟人的控制行为为出发点的智能控制方法成为当代控制理论与应用的主要发展方向。

传统控制方法有PID控制、变结构控制、自适应控制等。

模糊控制、神经网络控制、专家控制、拟人智能控制等智能控制方法的发展为解决这类控制问题提供了有效的工具。

课题主要研究内容

本课题以火电厂锅炉为研究对象，针对锅炉汽包水位控制现状，在前人研究的基础上，对锅炉汽包水位控制系统分别进行了PID控制器、普通模糊PID控制器、模糊自适应PID控制器，并进行了仿真分析。

本课题研究的具体内容：

（1）首先对锅炉汽水系统的三种控制方法进行了简要分析，并指出了每种方法的优缺点。

同时说明了本课题选用前馈-串级三冲量控制方式的理由。

（2）然后根据锅炉汽水系统结构，在充分考虑影响锅炉汽包水位变化因素的基础上，得出了汽包水位的动态特性微分方程式；再根据此方程式，针对给水流量发生变化（蒸汽流量不变）和蒸汽流量发生变化（给水流量不变）这两种情况，分别得到给水流量与汽包水位的传递函数和蒸汽流量与汽包水位的传递函数。

（3）对系统中各仪器进行了选择，同时确定了各变送器的参数。

（4）针对本课题设计的锅炉汽包水位控制系统，首先利用频域分析法中的Bode图和Nyquist图法对系统进行了稳定性分析，然后对系统进行了仿真分析并绘制出了系统的单位阶跃响应曲线，同时对超调量、上升时间、调节时间和稳定时间进行了分析。

（5）为了便于控制策略的对比分析，本文首先设计了常规PID控制器，同时进行了仿真分析；然后针对常规PID控制方式的不足，又设计了模糊控制器和模糊自适应PID控制器，同时进行了仿真分析。

第2章先进PID算法介绍

2.1专家控制

专家控制的实质是基于受控对象和控制规律的各种知识，并以智能的方式利用这些知识来设计控制器，利用专家经验来设计PID参数便构成专家PID控制[4]。

文献[5]分析了循环流化床锅炉（CFB）的结构和工艺特点，提出了一个专家系统与实时控制协调的实时专家控制系统，该方案采用不同于常规三冲量汽包水位的控制方案，主要不同是：

（1）PID控制器的参数并非固定一组，而是根据水位系统所处动态环境的不同，仿专家经验选取较合适的控制参数。

这种控制参数随动态不同而改变的策略会改善控制品质。

（2）控制参数事先根据专家经验离线整定完毕，实时控制中专家控制器只是根据对象的模糊化信息通过规则进行选取，这种方法虽然在精度上比实时整定保守，但它更可靠，且实时性强，没有参数整定时间。

（3）极端情况下直接对调节阀进行规则控制，可迅速遏制系统向更坏的方向发展，快速把系统控制回到正常值；而PID常规控制基于增量的输出作用，在极端情况下往往太弱，使操作人员不得不切为手动操作。

此方法控制循环流化床锅炉的汽包水位，使得锅炉水位即使在扰动幅度较大的情况下仍能保持自动控制，且现场运行获得了很好的控制效果。

文献[6]总结了预测控制和专家控制的优点和缺点，利用预测的方法提前估计出汽包水位的偏差，然后利用专家规则计算出控制量，这样既能及时控制系统又避免了大量的运算。

专家控制系统在锅炉给水控制方面还有许多问题有待进一步探讨，如知识的表达方法、从传感器中识别和获取定量的控制信号、将定性知识转化为定量的控制信号和控制知识和控制规则的获取等[7]。

2.2遗传算法

遗传算法是基于自然选择和自然遗传机制的搜索算法，是一种有效解决最优化问题的方法，类似于自然界演化的基本法则，适者生存是遗传算法的核心机制。

同样，复制、交叉和变异等自然界的生物演化规则在遗传算法中都得到类似的体现[8]。

对于汽包水位的控制，采用在串级三冲量控制基础上加入遗传算法，对系统进行参数整定以获得最优PID控制参数。

首先应对可行域中的个体进行编码,然后在可行域中随机挑选指定群体大小的一些个体组成作为进化起点的第一代群体,并计算每个个体的目标函数值，即该个体的适应度。

接着就像自然界中一样,利用选择机制从群体中随机挑选个体作为繁殖过程前的个体样本。

选择机制保证适应度较高的个体能够保留较多的样本；而适应度较低的个体则保留较少的样本,甚至被淘汰。

在接下去的繁殖过程中,遗传算法提供了交叉和变异两种算法对挑选后的样本进行交换和基因突变。

交叉算法交换随机挑选的两个个体的某些位,变异算子则直接对一个个体中的随机挑选的某一位进行突变。

这样通过选择和繁殖就产生了下一代群体。

重复上述选择和繁殖过程,直到结束条件得到满足为止。

进化过程最后一代中的最优解就是用遗传算法解最优化问题所得到的最终结果。

较之传统整定方法,基于遗传算法优化整定的汽包给水控制系统能更好更快地克服各种外扰和内扰的影响,并具有更好的动态性能，是汽包水位控制系统中常用的先进控制算法[9～10]。

2.3模糊控制

模糊控制作为以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制，是一种基于规则的智能控制。

它已经成为目前实现智能控制的一种重要而有效的方法，已被广泛运用于人们的生产和生活的各个领域[9]。

通过对锅炉汽包水位动态特性的分析，设计了模糊PID汽包水位控制方案，将入口烟气流量和温度参数引入到锅炉汽包水位的控制算法中进行前馈补偿，设计了两个模糊控制器，其中内回路采用常规PID控制器，外回路采用带前馈补偿的模糊PID控制器。

控制器的流量修正值与传统蒸汽流量前馈修正值一起，对水位调节回路上的串级三冲量PID控制器的给水流量值进行修正。

模糊控制具有控制速度快，不需对象的数学模型等优点，而PID控制器能较好地解决极限环振荡的问题。

该方案在电厂余热锅炉入口烟气温度和流量的大幅变化条件下仍能保持汽包水位的稳定，稳定性明显高于传统PID控制。

基于模糊PID控制的锅炉汽包水位控制系统，过渡过程时间较短，超调量小，系统抗干扰能力强，具有很好的应用前景[11～14]。

进一步的，将模糊自适应PID控制引入锅炉汽包水位的三冲量控制系统中,不仅具有模糊PID控制的优点，而且能够对PID控制器参数进行在线调整[15～20]。

文献[21]设计自适应模糊滑模控制器（AFSMC），该控制器基于带积分补偿的变结构控制器，并利用自适应模糊控制方法，把滑模控制器中的不确定项进行模糊逼近。

利用李亚普诺夫函数证明了控制器的稳定性。

将AFSMC-PID串级控制策略应用到锅炉汽包水位控制系统，内回路采用PID控制快速消除给水流量的扰动，外回路采用AFSMC控制克服蒸汽流量的扰动。

其自适应能力强,控制效果更好。

2.4神经网络控制

神经网络具有学习、泛化以及非线性映射多种能力，可以很好地弥补常规PID控制方法的局限性，使非线性、时变性和不确定性系统的控制成为可能[9]。

文献[2]中提出了电厂锅炉汽包水位系统的单神经元自适应PID控制方案，将蒸汽流量信号引入到单神经元网络中，考虑负荷变化对锅炉汽包水位的影响，使其具有前馈补偿能力以消除“虚假水位”现象。

同常规PID控制相比，几乎没有超调量，且控制量变化范围很小。

为了克服单纯模糊控制的缺点，将神经网络技术引入模糊控制中，提出一种模糊神经网络控制方法，该控制器结合了模糊控制与神经网络学习能力强的特点，将两种智能控制相结合，在线调整控制器参数，整定出一组优化的控制器参数。

此控制器显著地改善了汽包水位的动态性能和稳定性能。

在此基础上，将自适应控制加入到模糊神经网络控制中，则能使PID控制器参数根据实际情况在线实时调整，使控制系统具有较好的自适应性和抗干扰能力，提高了控制品质[22～24]。

第3章汽包水位控制系统分析

工业锅炉给水自动调节的任务是，给水量跟随蒸发量的变化而变化并维持汽包水位在工艺范围内。

工业锅炉汽包水位控制系统以汽包水位h作为被控量，以给水调节阀作为调节机构来改变给水量，以达到保持汽包水位在允许范围内的目的。

其结构框图如图2.7所示。

根据锅炉汽包水位的动态特性来设计汽包水位的自动调节。

给水量和蒸汽量的阶跃变化是引起水位变化的主要因素。

调节器根据水位测量值与设定值的偏差去控制给水阀的开度，就能对水位起到调节的作用。

锅炉汽包水位不仅受给水量和蒸汽流量之间平衡关系的影响，还受汽水循环管路内汽水混合物中汽水体积变化的影响。

汽包水位h不仅反映了水面下气泡的体积，还反映了汽包（包括水循环的管路）中的蓄水体积。

水面下气泡的体积还与锅炉负荷及蒸汽压力有关。

综合看来，影响锅炉汽包水位变化的因素主要有以下四个方面：

（1）锅炉蒸汽负荷的变化；

（2）锅炉蒸汽压力的变化；

（3）包括给水调节阀开度的变化和给水母管压力的变化在内的给水扰动；

（4）包括影响燃料发热量变化的其他因素在内的燃料量的变化；

3.1锅炉汽包水位在给水流量扰动下的动态特性

在给水流量增大时，水位阶跃响应曲线如图4中ΔH（t）所示。

如果把汽包水位对给水的响应看做无自衡单容过程，汽包水位的阶跃响应曲线如图4中△H1（t）所示。

由于给水温度比汽包内饱和水的温度低，进入汽包的给水会从饱和水吸收一部分热量，所以当给水量增大后，汽包水面以下水中的气泡总体积减小，导致水位下降。

水中气泡总体积减小导致水位变化的阶跃响应曲线如图4中△H2（t）所示。

当给水量增大时，汽包水位的实际响应曲线如图4中△H（t）所示，即突然加大给水量后，汽包水位一开始并不立即增加，而呈现出一段起始惯性段。

实际水位变化ΔH（t）是△H1（t）（不考虑气泡容积变化时的水位变化）与△H2（t）（只考虑水面下气泡体积变化所引起水位变化）的叠加，即ΔH（t）=ΔH（t）+ΔH（t）用传递函数来描述可以表示为

式中，0ε为给水流量作用下，阶跃响应曲线稳定时的斜率（飞升速度）；τ为纯滞后时间。

给水温度越低，纯滞后时间τ越大，一般τ约为15～100s之间。

如果采用省煤器，则由于省煤器本身的延迟，会使τ增加到100～200s之间。

3.2蒸汽流量对汽包水位的影响

在其他条件不变的情况下，蒸汽流量突然增大，会使汽包的物料平衡发生变化，汽包瞬时流出水量大于流入量，汽包存水量减少。

如果不考虑其他因素，汽包存水量瞬时减少必然使汽包水位下降。

图5中的△H1（t）表示将汽包当作非自衡单容对象看待时，汽包水位对蒸汽流量的阶跃响应曲线。

但深入分析汽包内部水、汽变化过程，当蒸汽流量突然增加时，必将导致汽包压力Pb瞬时下降，在锅炉水冷壁内的水沸腾突然加剧，水中气泡数量迅速增加，气泡体积增大，使汽包水位上升。

这种压力下降而非水量增加（水量实际上在减少）导致汽包水位上升的现象称为“虚假水位”现象。

由于汽包压力下降，导致汽包水位上升对应的虚假水位阶跃响应曲线如图5中△H2（t）所示。

在蒸汽流量增加（△D），水位变化的实阶跃响应曲线如图5中的ΔH（t）所示。

由于虚假水位现象，在蒸汽流量增加的开始阶段水位不仅不会下降反而先上升，然后再下降（反之，当蒸汽流量突然减少时，则Pb水位先下降，然后上升）。

蒸汽流量D突然增加时，实际水位的变化ΔH（t）为△H1（t）（不考虑水面下气泡容积变化时的水位变化）与△H2（t）（只考虑水面下气泡数量和体积变化所引起的水位变化）的叠加，即

ΔH（t）=ΔH（t）+ΔH（t）

用传递函数来描述可以表示为

第4章汽包水位常规控制

4.1单冲量汽包水位控制系统

以汽包水位为被控参数，给水量作为控制变量构成如图6所示的单冲量汽包水位控制系统。

图7为单冲量控制系统框图。

这种系统的优点是所用设备少，结构简单，参数整定和使用维护方便。

在图7所示单冲量控制系统中，当锅炉蒸汽流量突然大幅度增加时，由于假水位现象，调节器不但不及时开大给水阀以增加给水量，反而去关小给水阀的开度，减小给水量。

这样，由于蒸汽量增大，给水量减少使汽包存水量减少。

等到假水位消失，汽包水位会严重下降，甚至会使汽包水位降到危险的程度，一致发生事故。

对于负荷变动较大的大，中型锅炉，单冲量控制系统不能保证水位稳定，难以满足水位控制要求和生产安全。

而对于小型锅炉，由于蒸汽负荷变化时假水位的现象并不显著，如果再配上响应的一些联锁报警装置，这种单冲量控制系统也可以满足生产的要求，并保证安全生产。

4.2双冲量汽包水位控制系统

蒸汽流量变化是汽包水位的主要干扰。

如果可以利用蒸汽流量变化信号对给水量进行补偿控制，就可以减小和消除“虚假水位”现象对汽包水位的影响，控制效果要比只按水位进行控制要好。

按照这种思路设计了如图8所示的双冲量汽包水位控制系统，系统框图如图9所示。

与图6所示的单冲量汽包水位控制系统相比，图8的双冲量控制系统中增加了针对蒸汽流量扰动的补偿通道，使调节阀及时按照蒸汽流量扰动进行给水量补偿，而其他干扰对水位的影响由反馈控制回路克服，这是一个前馈-反馈复合控制系统。

图9中的加法器将调节器的输出信号和蒸汽流量变送器的输出信号和蒸汽流量变送器的信号相加求和以后，控制给水调节阀的开度，调整给水量。

当蒸汽流量变化时，通过前馈补偿直接控制给水调节阀，使汽包进出水量不受“虚假水位”现象的影响而及时达到平衡，这样就克服了蒸汽流量变化引起：

“虚假水位”现象所造成的汽包水位剧烈波动。

加法器的运算功能如下：

U=u+cu+c

式中，u为调节器的输出值；1u为蒸汽流量变送器输出的蒸汽流量值；0c为初始偏置，1c为加法器的系数；U为加法器输出值。

设置0c的目的是为了在正常蒸汽流量下，使调节器和加法器的输出比较适中。

1c取正号或负号视调节器是气关式或气开式而定，确定原则是蒸汽流量增加，给水量加大，气关式调节阀取负号，气开式调节阀取正号。

1c值的确定还要考虑到静态补偿，将1c调整到只有蒸汽流量扰动时，汽包水位基本不会改变。

4.3三冲量汽包水位控制系统

串级三冲量给水控制系统的基本结构如图4-1（b）所示,该系统由主!

副两个PI控制器和三个冲量（汽包水位!

蒸汽流量!

给水流量）构成"与单级三冲量系统相比,该系统多采用了一个PI控制器,两个控制器分工明确!

串联工作,主控制器PI1为水位控制器,它根据水位偏差控制给水流量等于给定值;副控制器PI2为给水流量控制器,它根据给水流量偏差控制给水流量;蒸汽流量信号作为前馈信号用来维持负荷变动时的物质平衡,由此构成的是一个前馈）反馈双回路控制系统"该系统结构较复杂,但各控制器的任务比较单纯,系统参数整定相对单级三冲量控制系统要容易些,而且该系统不要求稳态时给水流量与蒸汽流量测量信号严格相等,并可保证稳态时汽包水位无静态偏差,其控制品质较高,是现场广泛采用的给水控制系统"

双冲量汽包水位控制系统相对于单冲量控制系统，控制品质有很大的改善。

但双冲量水位控制系统存在两个问题:

一是调节阀的工作特性不一定为线性特性，要做到完全静态补偿比较困难；其次是给水压力扰动对汽包水位的影响不能及时消除。

因此，可在双冲量水位控制系统的基础上，将给水流量信号作为副参数，构成如图10所示的三冲量水位控制系统，对应的控制系统框图如图11所示。

这个系统是由两个闭合回路和前馈部分组成的"系统组成如下:

（1）由给水流量W!

给水流量变送器Cw!

给水流量反馈装置Aw!

副控制器

Gc2（s）!

执行器Kz和调节阀KL组成副回路"

（2）由被控对象Gp（s）!

水位测量变送器CH!

主控制器Gc1（s）和副回路组成主

回路"

（3）由蒸汽流量信号D,以及蒸汽流量测量变送器Cw及蒸汽流量前馈装置AD

构成前馈控制部分"

4.2.2串级三冲量给水控制系统的分析与整定

4.2.2.1副回路的分析和整定

根据串级控制系统的分析整定方法,应将副回路处理为具有近似比例特性的快速随

动系统,以使副回路具有快速消除内扰及快速跟踪蒸汽流量的能力"用试探的方法选择

副控制器的比例系数Kp2,以保证内回路不振荡为原则,在试探时,给水流量反馈装置

的传递函数Aw可任意设置一个数值,得到满意的Kp2值,如果Aw以后有必要改变,则

应相应地改变地Kp2值,使Aw/Kp2保持试探时的值,以保证内回路的稳定性"

4.2.2.2主回路的分析和整定

在主回路中,如果把副回路近似看作比例环节,则主回路等效为一个单回路控制系

统"主回路仍按单回路系统的整定方法整定,如通过试验方法求取主回路被控制对象的

阶跃响应曲线,并由曲线上求得S和E,再按响应曲线整定法中给出的公式计算等效主

控制器的整定参数"

4.2.2.3蒸汽流量前馈装置传递函数AD的选择

在串级三冲量给水控制系统中,水位偏差完全由主控制器来校正,使静态水位

值总是等于给定值"因此,就不要求送到副控制器的蒸汽流量信号等于给水流量信

号,所以前馈装置传递函数AD选择将不受静态特性无差条件的限制"而可根据锅炉

/虚假水位0的严重程度来确定,从而改善负荷扰动时控制过程的质量"一般使蒸

汽流量信号大于给水流量信号"即

CwAD=KCwAw（K>1）

由于在负荷扰动时,水位的最大偏差（第一个波幅）往往出现在扰动发生后不

久（虚假水位现象造成）,这个水位最大偏差的数值决定于扰动的大小!

扰动的速

度和锅炉的特性,蒸汽流量信号加强后的控制作用对水位的最大偏差的减小起不了

多大作用"加强蒸汽流量信号的作用在于减少控制过程中第一个波幅以后的水位波

动幅度和缩短控制过程的时间,因此蒸汽流量信号也不需过分加强（一般可取K=

2）"

4.3串级三冲量给水控制系统仿真分析

4.3.1对象传递函数及参数计算

在汽包水位仿真模型试验的基础上,采用最小二乘法建立水位被控对象近似传

递函数及相关参数计算如下:

（1）给水流量控制对象传递函数:

（）0.017Gps=s（36s+1）

（2）蒸汽流量