simulink的集中供热控制系统设计与仿真(附件)【字数：10646】
摘 要集中供热控制系统能够以热力网为媒介，将众多热用户串联成一个整体，由同一个热源来提供需要的能量。在现代化城市建设方面，集中供热拥有不可忽视的作用节约能源、提高生活水平、改善城市环境可见，城市集中供热在当今社会具有良好的发展前景。本文分析了集中控热在城市建设方面的重要作用，并以我国目前的供热状况为基础，设计了前馈-串级控制系统并加以阐述。构建了关于被控对象的PID调节系统的Simulink仿真模型，对系统进行系统辨识、稳定性分析、控制策略选择、参数整定及系统仿真，最终进行鲁棒性分析。结论看出，此次设计的系统鲁棒性较好，自适应能力较强。
Keywords: Urban central heating; Control system; Simulink simulation 目 录
第一章 绪论 1
1.1项目背景及课题的研究意义 1
1.2 国内外关于集中供热的研究现状及其发展趋势 1
1.2.1 国外发展现状 1
1.2.2 我国发展现状 2
1.2.3 未来发展 2
1.3 本文的主要内容 3
第二章 集中供热控制概述 4
2.1 集中供热概述 4
2.2 国内外集中供热控制理论 4
2.2.1 国内外集中供热控制基本原理 4
2.2.2 国内外实现集中供热网控制方法 5
2.3 集中供热系统控制基本方法 5
2.3.1 热网的控制 6
2.3.2 热源的控制 6
第三章 控制系统设计 7
3.1 PID控制 7
3.1.1 概述 7
3.1.2 算法 7
3.1.3 参数整定方法 10
3.2 前馈控制 10
3.2.1 结构 10
3.2.2 特点 11
3.2.3 分类 12
第四章 系统设计及其仿真 13
4.1集中供热控制系统设计 13
4.1.1 前馈控制系统的选择 13
4.1.2 系统设计 13
4.2 SIMULINK仿真简 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
介 15
4.2.1 概述 15
4.2.2 组成 15
4.2.3 基本过程 16
4.2.4 要求 16
4.3 仿真 17
4.3.1 建立数学模型 17
4.3.2 整定参数 17
4.3.3 前馈控制器整定 18
4.3.4 仿真 22
4.3.5 鲁棒性分析 23
结束语 26
致谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1项目背景及课题的研究意义
集中供热起源于1877年。自1973年以来，各国能源消耗巨大，供应紧张。为了改善这一严肃问题，越来越多的国家开始重视集中供热的发展与应用。在20世纪初，热电联产随着越来越多的热电站的建立而普遍应用，利用蒸汽轮机或者内燃机等机械的排气来达到供热的目的。现在，集中供热的发展已经较为完善，许多国家已经实现了以较少的燃料来达到大范围供热的目的。集中供热在当今社会能够发展得如此迅速，其自身的特点非常重要：
能够提高能源的利用率、节约能源。
置备了众多烟尘净化器，对于空气中的污染物能够有效地减少，改善了自然环境，足以实现废物的利用。
减少燃料、灰渣的运输量及散落量，降低在运行中产生的费用。
有助于实现科学化管理，提升供热质量。
现代社会导致人们需要大量的热能生活，这促使了城市集中供热的发展。人民生活水平逐渐提升，城市集中供热的发展前景比较可观。曾经的集中供热方式对于现在的城市建设来说已经相对落后，重新制定城市集中供热的方案，紧跟用户用热要求，这才是我们应当抓住的重点。相应的，热网规模不断壮大，造成系统更为复杂，系统的完善性具有更高的指标要求。
1.2 国内外关于集中供热的研究现状及其发展趋势
1.2.1 国外发展现状
前苏联是第一个使用集中供热技术的国家，它的供热发展历史悠久。因为俄罗斯的地理环境较为恶劣，大部分地区都处于寒冷地带，所以供暖技术成为俄国非常重要的现代技术。它的供热方式通常由电热厂和区域锅炉房组成，热网干线足以打到3000km。在一些工业发达较早的国家，例如英国等，现在仍在使用早起的蒸汽管网来达到向市区供热的目的。美国是世界上第一个热电冷联供系统建成并投入运行的国家。日本、冰岛等国都大量利用地热采暖。
每个国家的供热方式都应根据自身的地理环境、经济条件、技术发展等各方面来制定，以达到最优的供热效果。
1.2.2 我国发展现状
我国在历史初期就已拥有了许多采暖的方法。比如西北地区的火炕、火炉等仍被广泛应用于农村地区。现在大部分的城镇居民楼以及工厂等地都实现了集中供热。我国传统的集中供热方式主要有热电联产、区域锅炉、分散锅炉、电热地膜、热泵技术等。在现代，我们能够根据不同地区的不同需要，自由的选择功能方式，以追求最优、最宜的集中供热效果。
目前我国最主要的供热方式为热电联产，也有集中锅炉房以及其他更先进的供热方式辅助，新型的供热产品正在逐步代替旧方式。这些年来，民用住宅建筑面积增长迅速，主要是受经济发展影响，还有房改加快导致。今后，随着我国人民生活不断提升和人民居住环境的改善，民用住宅建设将会发展的更为迅速。
总体来讲，与国外相比，我国的集中供热虽较为落后，但发展迅猛，具有良好前景。
1.2.3 未来发展
我国在现代化建设方面，不断吸取了外国的先进技术与经验，鉴于中国特色社会主义基本国情， 建立了相对完善的城市集中供热体系。中国经济的迅速发展，令集中供热也得到了持续发展。
Keywords: Urban central heating; Control system; Simulink simulation 目 录
第一章 绪论 1
1.1项目背景及课题的研究意义 1
1.2 国内外关于集中供热的研究现状及其发展趋势 1
1.2.1 国外发展现状 1
1.2.2 我国发展现状 2
1.2.3 未来发展 2
1.3 本文的主要内容 3
第二章 集中供热控制概述 4
2.1 集中供热概述 4
2.2 国内外集中供热控制理论 4
2.2.1 国内外集中供热控制基本原理 4
2.2.2 国内外实现集中供热网控制方法 5
2.3 集中供热系统控制基本方法 5
2.3.1 热网的控制 6
2.3.2 热源的控制 6
第三章 控制系统设计 7
3.1 PID控制 7
3.1.1 概述 7
3.1.2 算法 7
3.1.3 参数整定方法 10
3.2 前馈控制 10
3.2.1 结构 10
3.2.2 特点 11
3.2.3 分类 12
第四章 系统设计及其仿真 13
4.1集中供热控制系统设计 13
4.1.1 前馈控制系统的选择 13
4.1.2 系统设计 13
4.2 SIMULINK仿真简 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
介 15
4.2.1 概述 15
4.2.2 组成 15
4.2.3 基本过程 16
4.2.4 要求 16
4.3 仿真 17
4.3.1 建立数学模型 17
4.3.2 整定参数 17
4.3.3 前馈控制器整定 18
4.3.4 仿真 22
4.3.5 鲁棒性分析 23
结束语 26
致谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1项目背景及课题的研究意义
集中供热起源于1877年。自1973年以来，各国能源消耗巨大，供应紧张。为了改善这一严肃问题，越来越多的国家开始重视集中供热的发展与应用。在20世纪初，热电联产随着越来越多的热电站的建立而普遍应用，利用蒸汽轮机或者内燃机等机械的排气来达到供热的目的。现在，集中供热的发展已经较为完善，许多国家已经实现了以较少的燃料来达到大范围供热的目的。集中供热在当今社会能够发展得如此迅速，其自身的特点非常重要：
能够提高能源的利用率、节约能源。
置备了众多烟尘净化器，对于空气中的污染物能够有效地减少，改善了自然环境，足以实现废物的利用。
减少燃料、灰渣的运输量及散落量，降低在运行中产生的费用。
有助于实现科学化管理，提升供热质量。
现代社会导致人们需要大量的热能生活，这促使了城市集中供热的发展。人民生活水平逐渐提升，城市集中供热的发展前景比较可观。曾经的集中供热方式对于现在的城市建设来说已经相对落后，重新制定城市集中供热的方案，紧跟用户用热要求，这才是我们应当抓住的重点。相应的，热网规模不断壮大，造成系统更为复杂，系统的完善性具有更高的指标要求。
1.2 国内外关于集中供热的研究现状及其发展趋势
1.2.1 国外发展现状
前苏联是第一个使用集中供热技术的国家，它的供热发展历史悠久。因为俄罗斯的地理环境较为恶劣，大部分地区都处于寒冷地带，所以供暖技术成为俄国非常重要的现代技术。它的供热方式通常由电热厂和区域锅炉房组成，热网干线足以打到3000km。在一些工业发达较早的国家，例如英国等，现在仍在使用早起的蒸汽管网来达到向市区供热的目的。美国是世界上第一个热电冷联供系统建成并投入运行的国家。日本、冰岛等国都大量利用地热采暖。
每个国家的供热方式都应根据自身的地理环境、经济条件、技术发展等各方面来制定，以达到最优的供热效果。
1.2.2 我国发展现状
我国在历史初期就已拥有了许多采暖的方法。比如西北地区的火炕、火炉等仍被广泛应用于农村地区。现在大部分的城镇居民楼以及工厂等地都实现了集中供热。我国传统的集中供热方式主要有热电联产、区域锅炉、分散锅炉、电热地膜、热泵技术等。在现代，我们能够根据不同地区的不同需要，自由的选择功能方式，以追求最优、最宜的集中供热效果。
目前我国最主要的供热方式为热电联产，也有集中锅炉房以及其他更先进的供热方式辅助，新型的供热产品正在逐步代替旧方式。这些年来，民用住宅建筑面积增长迅速，主要是受经济发展影响，还有房改加快导致。今后，随着我国人民生活不断提升和人民居住环境的改善，民用住宅建设将会发展的更为迅速。
总体来讲，与国外相比，我国的集中供热虽较为落后，但发展迅猛，具有良好前景。
1.2.3 未来发展
我国在现代化建设方面，不断吸取了外国的先进技术与经验，鉴于中国特色社会主义基本国情， 建立了相对完善的城市集中供热体系。中国经济的迅速发展，令集中供热也得到了持续发展。
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