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V94.3A型燃气轮机系统建模与控制性能研究

作　者: 刘冰
导　师: 苏剑波；王祖荣
学　校: 上海交通大学
专　业: 控制工程
关键词: 模块化建模控制系统仿真燃气轮机
分类号: TM311
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

V94.3A型燃气轮机是上海电气电站集团从西门子引进设备的主要机型,其性能和可靠性在世界重型燃气轮机中处于领先地位。目前,该机组已转让的技术主要为制造技术,系统设计技术、热部件生产及控制系统的技术转让仍受到限制。本论文将针对该型燃气轮机,建立系统动态模型,进行系统动态性能仿真;搭建控制系统初步仿真模型,进行控制系统性能研究,为控制系统的自主化开发奠定基础。其主要工作如下:首先,根据燃气轮机各个部件的实际物理模型划分模块,根据各个部件的动态方程建立部件仿真模型,再由V94.3A型燃气轮机的工作原理以及各个模块输入输出值之间的对应关系,搭建系统模型,获得系统运行参数。其次,对V94.3燃气轮机的控制逻辑进行了研究,搭建了控制系统仿真模型。最后,对燃气轮机的动态响应特性进行了分析,设计了针对转速、负荷及排气温度的控制方案,对不同运行工况条件进行了仿真分析,验证系统控制性能。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 研究背景和意义  10-11
  1.2 燃气轮机控制系统仿真的方法和意义  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-13
  1.4 本文主要研究内容  13
  1.5 小结  13-14
第二章 V94.3A 型燃气轮机模块化模型的建立  14-35
  2.1 V94.3A 型燃气轮机概况及工作原理  14-16
    2.1.1 V94.3A 型燃气轮机概况  14-15
    2.1.2 工作原理及建模特点  15-16
  2.2 模块化建模概述  16-17
  2.3 传统模型  17-18
  2.4 模块化模型  18-30
    2.4.1 模块的划分  18
    2.4.2 压气机模块  18-23
    2.4.3 涡轮模块  23-24
    2.4.4 燃烧室模块  24-25
    2.4.5 纯容积模块  25-26
    2.4.6 辅助模块  26
    2.4.7 热力性质计算模块  26-30
    2.4.8 系统模型  30
  2.5 软件平台介绍  30-32
  2.6 V94.3A 型燃气轮机系统仿真模型  32-34
  2.7 小结  34-35
第三章 V94.3A 型燃气轮机控制系统基本框架  35-47
  3.1 控制理论概述及PID 控制原理  35-38
    3.1.1 控制理论概述  35-37
    3.1.2 PID 控制原理  37-38
  3.2 控制策略概述  38-40
  3.3 V94.3A 型燃气轮机控制系统基本框架  40-46
    3.3.1 测量值采集与信号处理  40-42
    3.3.2 设定值的形成  42-43
    3.3.3 主控制器和启动控制  43-45
    3.3.4 选择逻辑和分配器  45-46
  3.4 小结  46-47
第四章 V94.3A 型燃气轮机控制方案仿真分析  47-69
  4.1 引言  47
  4.2 V94.3A 型燃气轮机动态响应特性分析  47-51
  4.3 负荷/转速控制器的设计与实现  51-59
  4.4 排气温度控制器  59-67
  4.5 本章小结  67-69
第五章总结及展望  69-70
  5.1 主要结论  69
  5.2 下一步工作及展望  69-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  75

V94.3A型燃气轮机系统建模与控制性能研究

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