超（超）临界机组控制方法与应用 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《超（超）临界机组控制方法与应用》以火电机组自动控制为背景，介绍了工程中机组协调控制，汽轮机与锅炉各个子系统调节控制的工程实现方法及DCS系统的相关问题。在介绍实用控制方法的同时，为了将这些方法提高到理论的高度，《超（超）临界机组控制方法与应用》对比了模拟、数字控制系统的特性．提出了控制周期、闭环工作周期的概念；利用闭环工作周期概念，得到了常见动态环节的“相位、动态增益”计算方法；采用这些解析公式，证明了串级调节回路的若干基本特性；在此基础上，给出了串级调节回路的“相位、工作周期”设计方法。
　　《超（超）临界机组控制方法与应用》计算了不同串级回路的特性，如给水系统、蒸汽温度系统、汽轮机控制系统等，这些实例计算的结果可供工程参考；同时，《超（超）临界机组控制方法与应用》利用量化计算，比较了模拟、数字装置的可控性差异。提出了对数字控制装置快速性、确定性的技术要求。
　　《超（超）临界机组控制方法与应用》介绍的串级回路设计、分析方法，适用于热工受控过程，也适用于一般工业过程。因此，《超（超）临界机组控制方法与应用》适用于热工及一般自动化工程工作者，并可作为控制工程类研究生的参考书。

作者简介

　　刘维，北京市人，北京和利时系统工程有限公司副总工程师，华北计算机系统工程研究所（原信息产业部电子第六研究所）研究员级高级工程师。1978年入学中国科学院研究生院，1981年获控制理论及应用专业工学硕士学位。同时担任中国人工智能学会理事、智能控制与智能管理专业委员会委员。长期从事控制理论与工程实践相结合的工作，享受国务院颁发的政府特殊津贴。

内页插图

目录

序
前言
绪论
第1章 模拟调节系统和数字控制系统
1 运算放大器和模拟调节系统
1.1 运算放大器和虚拟地原理
1.2 模拟调节器的运算原理
1.3 运算与实现的装置系统
1.4 模拟与数字控制装置的差异
2 线性系统的零点、极点描述和频率响应特性
3 常见系统的延迟计算
3.1 单极点系统
3.2 可化为单极点的双极点系统
4 结果和评述

第2章 闭环动态过程和串级调节系统的分析、设计方法
1 闭环控制回路的基本概念
1.1 负反馈和小偏差调节
1.2 增益、相位和闭环工作周期
1.3 闭环回路的信号衰减
2 常见工艺环节的动态增益、相位移计算
2.1 纯延迟环节
2.2 比例环节
2.3 积分环节
2.4 比例一积分调节器环节
2.5 微分环节
2.6 比例一微分调节器环节
2.7 比例一微分一积分调节器环节
2.8 一阶惯性环节
3 电站工艺过程中重要的一阶惯性环节分析
3.1 汽轮机转子的转动方程
3.2 流量、容积、液位系统
4 锅炉给水系统分析和串级PI调节回路的设计方法
4.1 汽包锅炉给水工艺系统的描述
4.2 锅炉给水工艺系统的流速分析
4.3 控制性能的判别和优化准则
4.4 串级调节系统的特性分析
5 串级Pl调节器特性的评述
6 给水串级调节回路的设计方法
6.1 给水系统内环路Pl控制器的设计
6.2 汽包水位控制回路Pl调节器的设计
6.3 抗负荷扰动的前馈回路设计
6.4 计算实例
7 串级回路中内、外环路的耦合度
7.1 给水串级调节器系统的隔离度计算
7.2 一般串级调节器的隔离度分析
8 本章结束语

第3章 可控性和控制周期
1 数字控制器的可控性和控制周期
1.1 控制周期（T0）的定义
1.2 控制周期是不可控环节
1.3 汽轮机控制系统（DEH）及其控制周期
1.4 锅炉给水控制系统的控制周期分析
1.5 结果的讨论
2 控制周期To与闭环动态调节过程
2.1 控制周期（To）相当于一个纯延迟环节
2.2 汽轮机控制系统的结构
2.3 阀位调节回路工作周期的计算
2.4 转速调节回路工作周期的计算
2.5 不同控制策略的比较
3 常用控制模块的在线、递推算法和确定性问题
3.1 不完全微分算法
3.2 比例+积分+前馈调节算法（PIF）
3.3 比例+积分+微分+前馈调节算法
3.4 一阶惯性算法
3.5 最小二乘滤波算法（LSF）
3.6 变化率的最小二乘算法GRD（Gradient）
3.7 超前滞后校正算法
3.8 控制器的确定性和意义
4 本章结束语

第4章 大型机组的协调控制策略及实现方法
1 大型超临界机组控制工程的基本特点和问题
1.1 受控对象的基本特点
1.2 控制策略的主要问题
2 两类协调控制策略的分析、比较
2.1 汽包锅炉发电机组的协调控制策略思想
2.2 超临界、直流锅炉机组的协调控制策略
2.3 超临界、直流锅炉的给水一燃料比值控制
3 超临界单元机组的运行方式
3.1 机组协调控制方式
3.2 汽轮机跟踪锅炉方式
3.3 锅炉跟踪汽轮机方式
3.4 手动运行方式
4 直流锅炉、超临界机组协调控制策略的实现方法
4.1 机组负荷指令的来源及输入
4.2 手动负荷指令及DPC负荷指令的形成
4.3 负荷指令的变化速率限制
4.4 机组参与电网调频功能
4.5 辅机故障减负荷功能
4.6 锅炉动态加速指令(BIR)的生成
4.7 汽轮机主控制器(TM)及主蒸汽压力的非线性、平滑控制策略
4.8 主蒸汽压力调节控制和锅炉负荷指令的生成

第5章 直流锅炉的给水控制系统
1 直流锅炉给水一蒸汽工艺系统
1.1 给水泵系统
1.2 汽水分离器及启动分离器系统
1.3 喷水减温器系统
1.4 锅炉旁路系统
1.5 锅炉给水控制系统的工作阶段
1.6 焓值控制
1.7 给水一燃料比值和焓值控制策略
2 给水系统和焓值控制的实现方法
2.1 分离器出口的流体温度控制
2.2 分离器出口焓值的设定及计算
2.3 给水流量信号的测量
2.4 微过热区蒸汽焓值的设定值形成回路
2.5 焓值控制中的算法问题
3 超临界直流锅炉给水指令的生成
3.1 负荷指令转化、时间协调和交叉限制功能
3.2 最小流量控制回路
3.3 锅炉子系统负荷指令的生成规律
4 给水系统的执行控制回路组态
4.1 给水流量的测量和温度校正
4.2 给水泵投入台数的自动校正
4.3 给水主P1调节器回路
4.4 给水泵驱动级调节回路
5 曲线拟合的算法问题
5.1 正交空间及其基本性质
5.2 内积和Hilbert空间概念
5.3 最小二乘曲线拟合的算法
5.4 一维数据的优化拟合程序
5.5 二维数据的函数优化拟合程序

第6章 燃料及磨煤机控制系统
1 混燃比值和燃料流量控制指令的生成
2 燃料回路工艺和计量
2.1 燃料油供油系统
2.2 磨煤机及相关变量测量点
2.3 燃料量测量、磨煤机负荷指令生成及给煤量调节回路
3 磨煤机制粉及送粉系统的控制策略
3.1 磨煤机负荷及一次风量的基本控制方法
3.2 改进的磨煤机负荷控制方法
4 磨煤机出口煤粉温度控制

第7章 通风系统的控制策略
1 通风系统工艺
2 通风系统的总体控制策略
3 风量测量及氧量校正
3.1 风量测量
3.2 氧量校正和空气流量指令的生成
4 通风流量的调节控制
4.1 AFC信号的前馈校正作用
4.2 增益自动校正功能
4.3 分层配风的调节控制
5 FDF送风压力控制
6 引风机(IDF)引风压力控制
……
第8章 蒸气温度控制系统
第9章 汽轮机控制系统
第10章 信号测量及I/O技术
第11章 信号的故障诊断及冗余
第12章 集散控制系统技术的展望
参考文献

精彩书摘

　　机组DCS系统需要采用分散控制的观点，使得故障、工作负荷分散，但又需要集中监视、集中操作、统一协调、集中优化。在DCS系统的工程设计中，仅强调分散性是不全面的，需要将分散控制和集中监视、集中优化及统一操作结合起来，这才是合理、正确的设计思想。
　　超临界机组采用了直流锅炉系统，锅炉一汽轮机系统的耦合更为紧密，统一协调、集中优化更为重要。因此，在讨论机组DCS系统时，本书常常不使用分散控制系统，更多采用集散控制系统的提法（即集中监视、运行，集中操作、优化，分散地完成控制），或直接用约定俗成的DCS系统。
　　大型机组DCS系统设置独立的机组协调控制器是必要的。利用机组控制级网络，连接在一起的各个基本控制器执行了不同的控制任务，无论采用控制功能分解的设计准则，还是采用工艺分解准则，基本控制器之间需要协调动作，不同控制子系统之间、调节控制与顺序控制之间、汽轮机系统与锅炉系统之间都需要进行协调控制。对于机组控制系统来说，单回路、单个子系统的优化控制缺乏本质性的意义，机组的总体协调优化才是主要的根本性控制目标；超临界机组的控制系统更是如此。
　　机组协调控制器的具体功能包括：①机组启动／停止顺序控制的“机组级”指挥协调功能；②机组正常工作阶段，不同控制子系统间的协调控制功能；③汽轮机一锅炉系统之间的协调控制功能。协调控制器接受操作员的工作指令，向锅炉控制系统、汽轮机控制系统、各个子控制系统、子控制回路，发出适时、正确的工作指令或负荷指令，综合协调机组控制系统的总体动作。
　　机组的协调控制器，理论上存在“独立”、“非独立”的两种配置形式。但是，因为协调控制功能必然存在，而对大型机组来说，协调控制的功能复杂且非常重要，所以，设立独立的机组协调控制器比较合理。

前言/序言

　　作者长期从事控制理论与实践工程相结合的工作。自1985年以来，作者一直工作在电站控制工程领域，因此本书为作者多年来的工作总结。本书内容包括：大型发电机组协调、调节控制的方法；采用“相位、工作周期”方法，分析、研究机组的控制策略；从控制系统可控性的观点，研究受控过程对控制装置的技术要求；提出了控制器控制周期的概念、闭环系统工作周期的概念；研究了数字控制装置的快速性、确定性问题，以及对于系统可控性的影响；研究了控制装置实现快速性、确定性的技术实现路径，分析了I／O系统、信号诊断系统的技术要素，讨论了实现的技术要点。
　　工业过程控制中广泛采用串级PI调节策略，是人类长期工程实践经验的结晶。工程中，如何简洁、方便地分析、设计、调试串级调节回路，依然是一个关键问题。本书采用了“相位、闭环工作周期”的解析原理，分析、设计了超临界机组的典型调节策略，并借助这种典型设计，介绍了串级调节回路的分离设计方法。
　　现代控制理论提供了时域、频域的理论方法。当采用控制理论处理工程问题时，往往遇到“数学模型”问题，特别是面向自动化工程的技术人员，工程项目经常变换、对象繁多、工期短、模型不精确是我们经常遇到的难题。
　　对于常用的串级PI调节策略，本书采用了“相位、工作周期”的解析方法，并获得了比较好的效果。解析方法的特点是：物理概念清晰、需要的数学知识相对较少；对受控对象的模型精度要求比较低；分析结果可以满足工程的需要。虽然本书以机组自动调节为主题，但采用的分析、设计方法，适用于一般自动化工程，该方法依然属于频域方法。
　　为了分析数字控制装置的可控性问题，本书从模拟调节器开始，比较了模拟、数字系统的特性及差异，讨论了电站工程对数字控制装置的技术需求。当然，可靠性是装置能否使用的基础；控制装置的快速性、确定性是实现高性能控制的必要条件；作业自动化是DCS系统的进一步发展方向。
　　本书编写过程中，热工自动化界的著名专家李子连先生，一直给予大力支持和鼓励，并仔细审阅了本书，提出了许多宝贵意见；同时，和利时公司领导及专家施用防、罗作桢、魏汇川同志也给予了帮助；国内著名学者、中国人工智能学会荣誉理事长、中国自动化学会荣誉理事涂序彦教授为本书提出了中肯的意见，并在百忙之中为本书编写了序言。在此一并表示感谢！
　　本书虽经多次校阅，但不足之处恐难避免，恳请读者批评指正。
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还没仔细阅读，讲解比较详细，有案例分析

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能有收获的书都是好书！

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超临界机组的各种控制方法

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