一、题目：电厂锅炉蒸汽温度导前微分控制系统设计
二、指导思想和目的要求
通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和专业理论加深理解，掌握工业生产过程控制系统设计和仿真的基本方法，培养独立开展设计工作的能力。
要求在毕业设计中：
(1)分析研究火力发电厂锅炉蒸汽温度控制要求，特点及控制系统设计方法，设计锅炉蒸汽温度导前微分控制系统，达到要求的主要技术指标；
(2)开展控制系统方案论证，建立系统数学模型，进行温度控制系统分析；
(3)设计导前微分控制系统控制规律，进行参数整定；
(4)进行数学仿真，验证设计；
(5)撰写毕业设计论文。
三、主要技术指标
350MW机组锅炉过热蒸汽温度保持在；
在减温水流量变化时，锅炉过热蒸汽温度控制系统能稳定运行，衰减系数；
过程动态性能指标为：
(1)温度波动最大偏差不超过；
(2)过渡过程时间不大于；
3. 锅炉稳定运行时，过热蒸汽温度应在给定值的范围内
四、进度和要求
（1） 1-3周：收集查阅资料；
（2） 4-6周：完成总体方案设计和建模；
（3） 7-8周：完成系统分析和控制规律设计；
（4） 9-11周：完成仿真验证及修改；
（5） 12-13周：完成毕业设计论文.
五、主要参考书及参考资料
[1] 胡寿松主编.自动控制原理（第五版）.科学出版社.2007；
[2] 张晓华主编.控制系统数字仿真与CAD.机械工业出版社.1999；
[3] 于海生主编.计算机控制技术. 机械工业出版社.2007；
[4] 刘文定，王东林主编.过程控制系统的MATLAB仿真. 机械工业出版社.2009；
[5] 薛定宇主编.控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言与应用.清华大学出版社.2006；
[6] 邵裕森，戴先中 《过程控制工程》 北京 机械工业出版社 ，2000；
[7] 金以慧等，《过程控制》，清华大学出版社，2000年；
[8] 张栾英，孙万云，《火电厂过程控制》，中国电力出版社，2004年；
[9] 于希宁，刘红军，《火电场自动控制理论》，中国电力出版社，2004年.
[10] 林德杰.过程控制仪表及控制系统.北京: 机械工业出版社，2004：
电厂锅炉蒸汽温度导前微分控制系统设计摘 要
本文是针对锅炉蒸汽温度控制系统进行的分析和设计，而对锅炉蒸汽的良好控制是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提，只有当串级控制系统选用PID控制器时，其系能才优于导前微分控制系统，所以本次设计的内容是导前微分系统的研究和设计。火电厂锅炉过热汽温控制系统是火电厂热工控制的主要组成部分,过热器的主要任务是保证锅炉所产生的蒸汽维持在一定温度范围之内，同时在锅炉允许的负荷波动变化范围内以及工况变化时保持过热蒸汽温度正常，其波动保持在规定范围以内。
对于过热蒸汽温的控制通常采用传统的PID控制如串级控制和导前微分控制，这两种控制方法对于具有非线性、大滞后、大惯性和不确定性的汽温对象，都能得到令人满意的控制效果。主要考虑的部分是锅炉温度蒸汽控制系统设计，蒸汽过热系统包括一级过热器、减温器、二级过热器，锅炉气温控制系统主要包括过热器和再热蒸汽温度的调节。主要蒸汽温度与再热蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行是非常重要的。
本文设计了火力发电厂单元机组过热汽温的控制系统。通过介绍过热器的工作原理和结构特点，然后分析影响过热汽温的各种因素，最后本人应用的是导前微分控制等效为串级控制系统进行的参数整定和仿真。仿真结果表明：统具有很强的抗干扰能力，当有扰动进入系统中时，系统能够快速的做出反应，消除干扰，保证系统的主蒸汽温度稳定，使得系统安全、高效。
关键词：过热汽温；串级控制；导前微分控制；PID控制
ABSTRACT
...
Key words: the superheated steam temperature; Cascade control; Lead differential control; PID control
目 录
第一章 前言 7
1.1选题的意义 7
1.2 毕业设计的任务分析 7
1.2.1 毕业设计的要求 7
1.2.2 主要技术指标 8
第二章 概述 9
2.1过程控制 9
2.2 MATLAB软件 11
2.3锅炉温度控制技术国内外现状分析 12
2.3.1研究背景 12
2.3.2 定值开关温度控制法 12
2.4 PID线性温度控制法 13
2.5 智能温度控制法 14
2.6 国内外实例 15
第三章 汽包锅炉蒸汽温度控制系统方案 17
3.1 过热气温的调节方法 17
3.2过热汽温控制的难点及设计原则 17
3.3 导前微分控制系统 18
3.4串级控制系统的特点 19
3.5过热气温控制系统方案基本方案 20
第四章 PID控制器原理 21
4.1 PID控制器简介 21
4.1.1比例（P）调节 21
4.1.2积分（I）调节 21
4.1.3 微分（D）调节 21
4.2 PID控制系统 22
4.3 PID控制参数的整定及方法 23
4.4 PID控制参数整定方法 23
第五章 系统建模 27
5.1 被控对象建模 27
5.2执行器的选择 28
5.3控制仪表的选择 29
5.3.1温度变送器的选择 29
5.3.2温度传感器的选择 29
5.4 主、副控制器控制规律的选择 29
5.4.1 控制器正反作用的选择 31
5.4.2 导前微分控制系统的分析 32
5.5 导前微分控制系统的参数整定 34
5.6 两种汽温自动控制系统的比较 37
5.7系统控制参数的确定 38
5.7.1主变量的选择 38
5.7.2副变量的选择 38
5.7.3操纵变量的选择 38
第六章 控制器的设计及仿真 39
6.1 设计控制系统框图 39
6.2 Simulink控制系统仿真 40
6.2.1 等效为串级控制系统 40
6.2.2主调节器参数调整后的Simulink图和仿真图 41
6.3主调节器加扰动的Simulink图和仿真图 42
第七章 结论 44
致 谢 46
参考文献 47
电厂锅炉蒸汽温度导前微分控制系统设计毕业设计小结 49
