重型燃機(jī)壓氣機(jī)可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉位置控制方法及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、為了達(dá)到環(huán)保指標(biāo)的要求，近來年潔凈發(fā)電技術(shù)一直是重要的發(fā)展方向。燃?xì)獍l(fā)電作為受到普遍關(guān)注的潔凈發(fā)電技術(shù)，是以燃?xì)廨啓C(jī)作為動(dòng)力機(jī)械來實(shí)現(xiàn)發(fā)電的。燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行時(shí)，特別是在啟停狀態(tài)下，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量、進(jìn)氣方向的不匹配，容易發(fā)生喘振;在燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用于聯(lián)合循環(huán)的過程中，如能根據(jù)負(fù)荷的大小和排氣溫度來快速、準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)進(jìn)氣量和進(jìn)氣方向，就能獲得較高的聯(lián)合循環(huán)效率。燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣量和進(jìn)氣方向靠壓氣機(jī)中的可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉(InletGuide Van

2、e，下文簡稱IGV)調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的IGV位置控制采用PID算法，當(dāng)IGV的累積控制偏差超過20％時(shí)，機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)介入，機(jī)組跳閘。故亟待研究一種優(yōu)化的控制算法，使IGV位置控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)迅速、精確。在此背景下，本文基于燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)IGV位置控制機(jī)構(gòu)及其工作原理，圍繞著如何設(shè)計(jì)一個(gè)適用該機(jī)構(gòu)的、輸出效果優(yōu)良的控制策略，開展了原理和實(shí)驗(yàn)研究。
　　本文首先研究了燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)IGV位置控制機(jī)構(gòu)的重要部件及其工作原理，根據(jù)機(jī)構(gòu)學(xué)，流體動(dòng)力學(xué)

3、的基本原理建立IGV位置控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型;基于MATLAB/Simulink平臺(tái)中的SimHydraulics工具箱建立IGV控制系統(tǒng)仿真模型，并利用系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)的方法，獲得IGV位置控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù);通過分析傳遞函數(shù)的伯德圖，根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理，推導(dǎo)優(yōu)化的PI控制策略，針對系統(tǒng)存在的時(shí)滯環(huán)節(jié)，加入史密斯預(yù)估補(bǔ)償器進(jìn)行時(shí)滯補(bǔ)償，結(jié)合MATLAB/Simulink平臺(tái)中的仿真模型，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明IGV位置控制系統(tǒng)在

4、加入了該優(yōu)化的控制策略之后具有良好的控制效果，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的優(yōu)化控制策略的可行性。
　　基于壓氣機(jī)IGV位置控制機(jī)構(gòu)及其組件的原理性研究，以及位置控制系統(tǒng)優(yōu)化控制策略的設(shè)計(jì)，本文設(shè)計(jì)并搭建了IGV液壓伺服系統(tǒng)位置控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求基于LabVIEW軟件平臺(tái)編寫數(shù)據(jù)采集和儀器控制的上位機(jī)軟件?；贗GV實(shí)際應(yīng)用中的典型工況條件，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過數(shù)據(jù)采集軟件采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，對比仿真結(jié)果，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的優(yōu)化