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船用汽轮机汽封压力控制及仿真研究
| 论文题名： | 船用汽轮机汽封压力控制及仿真研究 |
| 关键词： | 汽轮机汽封;压力控制系统;模糊自适应;工作效率;仿真曲线;复合控制系统;转动部件;液压系统;压力自动控制系统;额定压力;结构及工作原理;系统建模方法;复合控制器;间隙;汽轮机技术;抗干扰能力;船用汽轮机;执行机构;研究对象;响应速度 |
| 摘要： | 汽轮机的转动部件与静止部件之间不能紧密接触,必须保持一定的间隙来防止相互摩擦而发生事故。由于间隙的存在,致使小部分蒸汽没有做功,从各处间隙流入空气中,降低了汽轮机的工作效率,所以必须在转动部件和静止部件之间设置汽封。汽封压力对汽轮机的工作效率有着很大影响,为了提高汽轮机的工作效率,通常会采用汽封压力控制系统对汽封压力进行控制。随着汽轮机技术的发展,人们对汽封压力控制系统的要求也越来越高。我国某型船用汽轮机目前使用的汽封压力自动控制系统在使用过程中存在着许多问题,需要对其进行改进,以提高汽轮机的工作效率。 论文以原汽封压力控制系统为研究对象,首先对其结构及工作原理进行分析。由于原调节器和执行机构是以纯净水为工作介质的液压系统,根据控制系统的特点以及各种液压系统建模方法的优缺点,采用“灰箱”建模法建立原控制系统的数学模型,结合所建模型利用Matlab软件中的Simulink仿真平台对系统初始压力小于额定压力、大于额定压力以及给稳定系统突然施加偏差干扰信号三种情况进行仿真,得到各种情况的系统响应曲线和偏差曲线,并根据仿真曲线分析原控制系统所存在的问题。由于系统存在着严重的时滞性,采用传统的PID控制技术很难到达满意的效果,根据系统特点设计出模糊自适应PID控制器和模糊PID复合控制器对原汽封压力控制系统进行改进,并利用仿真工具仿真,得到仿真曲线。 最后结合原控制系统、模糊自适应。PID控制系统以及模糊PID复合控制系统的仿真曲线对三种控制系统的性能进行比较。从仿真曲线可以看出模糊自适应PID控制系统以及模糊PID复合控制系统的性能和原控制系统相比得到了很大提升,模糊自适应PID控制系统的系统响应速度最快,调节时间最短、超调量最小,抗干扰能力最强。所以从理论上分析,三种控制系统中模糊自适应PID控制系统的控制效果最好,系统采用模糊自适应PID控制最合适。 |
| 作者： | 蓝岚 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 孙世峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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