第1章数字电液控制系统
1.1概述
汽轮机的启动运行及安全保护是通过汽轮机控制系统实现的，作为汽轮机的脑袋，控制系统是汽轮机不可分割的一部分。
汽轮机的控制系统是从单纯的调节系统发展起来的，早期的液压调节系统，由主油泵提供整个系统的动力油和控制油，与润滑油系统共用一个供油系统，启动是靠人工操纵主汽门来控制汽轮机转速。在升速过程中，整个控制过程处于开环运行状态，由人工监视控制。当转速达到一定转速时，旋转阻尼感受到转速信号，产生一次油压反馈信号，再通过放大器放大为二次油压，控制油动机驱动进汽调节阀进一步提升转速，以达到同步、并网、带负荷，从而完成整个汽轮机的控制过程。
由于控制信号和反馈信号都是由机械或液压部件产生，在信号的产生和执行过程中，这些部件难免存在着摩擦迟缓，以至准确性差，迟缓率大，造成控制精度不高，不可避免地影响汽轮机控制性能。同时缺少合适的控制接口，很难使机组满足整个系统的协调控制要求，阻碍了控制系统自动化程度的进一步提高。
为了使汽轮机能更准确、更协调、更安全、更可靠地实现控制，使电厂用户能更方便、更灵活地使用和维护，同时为提高整台机组的控制水平，与世界接轨，增强产品的竞争力，汽轮机控制系统的发展也应与世俱进。随着科学技术的发展，国内汽轮机控制系统经过电子管、晶体管、模拟电路几个阶段的发展，通过二代人的努力，已具备实现数字控制的能力。
80年代初，引进国外先进技术，通过不断地消化和实践，使我们的设计技术和生产制造能力有了质的飞跃。以引进技术为借鉴，一种以数字技术为基础的电液控制系统控制汽轮机的愿望得以实现。数字式电液控制系统，简称DEH，它将现场的信号转化成数字信号，代替原有机械液压信号。通过计算机的运算，控制汽轮机的运行，使运行人员可以通过DEH来完成对汽轮机的控制和监视。
1.2调节保安系统
调节保安系统由调节系统和保安系统组成。调节系统是汽轮机控制的主要环节，全面控制汽轮机的启停、升速、带负荷及电厂的协调控制，采集各种汽轮机
的运行信息，显示汽轮机的运行状态；保安系统是汽轮机保护的重要部分，它全方位监视汽轮机的各个危害安全运行的参数，保护汽轮机安全可靠的运行。
每个系统都是由电气部分和液压部分组成。
1.2.1调节系统
1.2.1.1电气部分
数字式电液控制系统（DEH）是电气部分中最主要组成部分，也是整个调节系统中的大脑，它把所有汽轮机的运行参数都收集起来，经过逻辑判断、数据计算处理，最后发出控制指令。DEH主要由操作站、工程师站、控制处理器、I/O输入输出模件、阀位驱动卡、电源组件、通讯接口等电子硬件组成。（图1-1、DEH 硬件配置图），由于电子产品生产厂家较多，使得DEH的硬件类型也较多，目前，已投入使用的DEH有西屋公司的WDPF II、FOXBORO公司的I/A’S，MOORE公司的APACS、ABB公司的INFI90、WOODWARD公司505等电子产品。
1.2.1.1.1电调控制系统（DEH）简述
DEH通过现场一次仪表的数据采集，如磁阻发送器采集汽轮机转速，压力开关采集压力信号、行程发送器采集油动机的升程，热电阻、热电偶采集温度等，把大量的汽轮机信息传输到计算机的微处理器。应用比例积分闭环控制，对调门开度进行调节，使汽轮机的转速和负荷根据要求进行可靠准确地控制。运行人员可以通过DEH的显示器控制和监视汽轮机的运行。
DEH系统的硬件可分为：分散型处理单元（DPU）即“控制处理器”和操作员/工程师站。
每个DPU可以独立于高速公路。随机存储器内含DPU的应用软件，DPU中的应用软件是以控制算法的形式编制，类似于功能框图，且安全透明，这种程序使控制工程师能够很方便地修改程序以满足不同的要求。操作员站作为操作员和系统之间的主要接口，通过标准键盘和鼠标器来控制，并能在CRT上获得运行数据和信息，在系统出现报警时可把报警数据和信息打印记录下来。
操作员/工程师站用来装载各种支持系统的数据库文件以及高速公路上各站的图表。电厂工作人员可以获得所用应用程序操作控制汽轮机，并拷贝在软、硬盘上存储起来，必要时可按需要对程序修改或删除，同样用户图形也可以修改、删除或按需建立新图。
我公司可根据不同类型的硬件和系统软件，开发设计适用于汽轮机控制的应用软件。
1.2.1.1.2DEH控制系统原理
DEH控制系统主要由汽轮机状态控制回路、转速控制回路、功率控制回路、主汽压限制回路、抽汽控制回路（仅抽汽机组有）等组成。
1.2.1.1.2.1汽轮机状态控制回路
汽轮机状态控制回路是对汽轮机状态进行控制和监测，完成汽轮机冲转前准备工作及机组停机的操作。同时监视汽轮机的各种运行参数。
1.2.1.1.2.2转速控制回路
运行人员通过运行人员站的操作键盘和显示器（CRT）设定目标转速进行冲转、升速。转速控制回路由磁阻发送器探测汽轮机转速信号，并反馈到DEH，经PID 无差调节控制汽轮机的转速。当机组达到临界转速区域时，DEH使机组快速通过，并拒绝一切停留信号；转速升到同期转速区域时，可接受电气同期信号，完成机组的并网带负荷。
1.2.1.1.2.3功率控制回路
机组并网后，自动带3-5%额定功率的初负荷，以防止逆功率运行，运行人员通过操作键盘和CRT设定目标值，由功率变送器反馈实际功率，经功率控制回路中的PID调节控制汽轮机的负荷，直至满负荷，也可接受CCS信号控制汽轮机的负荷，实现机炉协调控制。
1.2.1.1.2.4主汽压限制回路（选择功能）
机组并网后，由于外部原因引起主蒸汽压力下降，一旦主蒸汽压力低于限制值时，DEH控制系统可切换到主汽压限制回路，维持最低主蒸汽压力。
1.2.1.1.2.5抽汽控制回路（抽汽机组有此功能）
在机组带一定的电负荷后，可投入抽汽压力控制回路，进行抽汽工况运行，根据压力变送器的反馈信号及负荷控制信号自动完成抽汽压力控制，或接受电厂协调控制系统的指令，协调控制热负荷。机组带了热负荷后，此时电负荷的变化，除了控制高压调节汽阀外，还控制抽汽调节阀，两者的关系根据热力计算获得，使电负荷的变化对热负荷变化影响减少到最小。同样，当热负荷变化时，除了控制抽汽调节阀外，还控制高压调节阀，两者关系根据热力计算获得，使热负荷变
化对电负荷的影响减少到最小。
1.2.1.1.3DEH的功能
汽轮机DEH调节系统可由运行人员通过操作员站的键盘和CRT在各操作画面上控制汽轮机的冲转、升速、并网、带负荷、DEH，至少具有以下功能：
1.2.1.1.3.1DEH的功能
汽轮机DEH调节系统可由操作员站通过CRT各画面控制汽轮机冲转、升速、并网、带负荷，具有两种互为跟踪的运行方式，即自动和手动相互无扰动切换的两种运行方式。数字电液调节装置至少具有以下功能。
1.2.1.1.3.2汽机状态控制
运行人员通过DEH操作画面发出指令信号，对汽轮机冲转前的状态进行操作和监视，控制复位电磁阀，进行遥控复置汽轮机，建立安全油，同时检测汽轮机冲转前各重要参数。
1.2.1.1.3.3转速控制
完成从盘车转速到同期转速或超速试验转速的全程闭环控制。在升速过程中，汽机转速按预先给定的目标转速的升速率由盘车转速升至同步转速。具有大范围的转速控制功能。
1.2.1.1.3.4启动升速
按运行人员选定的启动方式可以依次改变目标转速及升速率，还可以选定预定的升速曲线，只需操作一次就可完成由盘车转速开始冲转，低速暖机，快速通过临界转速区，中速暖机，3000rpm定速。
1.2.1.1.3.5同期
机组在3000rpm定速后，由运行人员通过DEH操作画面切换到自动同步控制，接受电气“自动准同期”装置增/减信号，控制汽轮机的转速，完成机组并网带负荷。
1.2.1.1.3.6超速试验
超速试验是在DEH控制下，设定目标转速，控制汽轮机的转速，进行电超速保护试验和机械保护试验。
1.2.1.1.3.7超速保护功能
DEH具有OPC超速保护控制功能。当转速达到103%额定转速时，OPC动作，
快速关闭所有调门，防止汽轮机超速，DEH系统在转速降低后，再自动将调门重新开启，维持汽轮机在同步转速下空转，然后重新并网。当转速超过停机值（110%额定转速）时，发出跳机信号，迅速关闭所有主汽门和调门。
1.2.1.1.3.8全自动起动控制（ATC）
根据汽轮机的有关温度状态，按汽轮机的冷、热态情况，实现ATC控制，使汽轮机按预定的启动程序自动完成由盘车转速到同期转速的控制。或根据转子热应力计算，确定目标转速和升速率，完成汽轮机的启动控制。
1.2.1.1.3.9负荷控制
DEH实现机组3000r/min定速，同期并网后，可预先设定机组的目标负荷及升负荷率进行控制，对机组的负荷进行闭环控制。
1.2.1.1.3.10自动带初负荷及负荷限制
机组并网后，DEH自动带初负荷以防止逆功率运行，并且有负荷限制功能，在电网要求升高或降低负荷时，DEH负荷控制能够打开或关闭调节汽阀，并有功率限制，防止发电机超负荷。
1.2.1.1.3.11 自动调节电负荷
DEH按运行人员给定的目标值及负荷变化率自动调节机组的电负荷，直到满负荷。并可随时调节机组的负荷，以满足电网的负荷要求，提高机组的调峰性能。
1.2.1.1.3.12一次调频功能
接受网控频差信号，调节汽轮机的负荷，参与一次调频。
1.2.1.1.3.13遥控
DEH负荷控制可在遥控方式下，接受CCS 的4-20mA指令信号，控制汽轮机负荷，实现机炉协调控制。
1.2.1.1.3.14阀门管理（高压抗燃油系统）
在启动阶段，以单阀方式运行，也即四个调节汽阀同步开启，二个再热调节汽阀同步开启，这样可以使转子、汽缸受热均匀，便于均匀热涨。在带了一定的负荷后，可以切换到顺序阀运行，这样，根据负荷大小可以使四个调节汽阀中的二个或三个全开，只有一个在节流，因此减少了阀门的节流损失，提高效率，同时全开的阀门受到汽流的冲击也减少，提高了阀门的寿命。
1.2.1.1.3.15阀门试验
为确保机组安全运行，监测各执行机构和阀门的灵活性，防止卡涩现象发生，运行人员可定期进行各进汽阀门的在线活动试验。
1.2.1.1.3.16手动/自动控制
DEH控制系统设计有手动和自动两种控制方式，汽轮机运行以自动控制方式为主，手动控制方式作为备用，手、自动控制方式之间互为跟踪。一旦自动控制方式出现故障，如：冗余DPU或转速通道有二路以上等发生故障，DEH自动无扰地切换到手动控制方式，由运行人员手动直接控制调门，自动控制恢复正常后，可无扰地从手动控制切换回自动控制。
1.2.1.1.3.17数据显示及报警打印
根据需要显示汽轮机的运行参数，及时反映汽机运行状态。一旦出现报警信号，可以通过打印机记录事故状况。
1.2.1.1.3.18模拟仿真
根据机组的运行特征，模拟汽轮机的转速、功率，使电调控制系统形成闭环控制，对控制系统的控制原理、逻辑、组态、画面操作进行静态试验，检查整个控制系统的完整性，同时实现电液与液压系统的静态联调。
1.2.1.1.4DEH的硬件配置
DEH系统由操作员/工程师站、控制处理器（DPU）、I/O卡、电源、功放卡、系统通讯接口等组成，通过网络联为一体。
1.2.1.1.4.1操作员/工程师站
操作员/工程师站可使运行人员通过键盘或鼠标、CRT操作完成对汽轮机的控制和监视，操作简便、易于掌握。作为操作员/工程师站可利用已经组态好的图形软件，对汽轮机进行控制和监视操作，修改应用软件，也可完成系统组态、网络应用软件下载、系统初始化、系统状态监视、在线修改等功能。如电调控制系统采用的硬件与DCS控制系统的硬件相同，操作员/工程师站可与DCS共享。操作员/工程师站的配置：
20” CRT 1台
主机（Pentium 166MHz，16M RAM，1.0GHD
1.44MFD, Mouse, 标准键盘）1套
网络接口卡1套
打印机1台
1.2.1.1.4.2控制处理机（DPU）
控制处理机（DPU）为冗余配置，两台DPU互为备用，是整个控制系统的中心。处理器为80846，具有处理速度快，能够快速响应各种事件，准确地完成PID 运算、网络通讯、位总线（BITBUS）通讯、逻辑运算、数据处理等功能。
它具有两种存贮器。一种是失电后能永久保存数据的存贮器，但其写入数据的时间较长，故它主要存贮DPU运行程序和相关的不变的数据。另一种装有后备电池的静态存贮器，主要存放组态信息和动态数据等。
1.2.1.1.4.3 I/O卡
模拟量输入/输出卡
热电偶/热电阻输入卡
开关量输入输出卡
功放卡/伺服卡
1.2.1.1.4.4电源
1.2.1.1.4.5系统通讯接口
1.2.1.1.5DEH控制系统的指标性能
DEH控制系统指标性能
●速度控制范围0～3400r/min
●负荷控制范围0～115%
●转速不等率3～6%可调
●系统迟缓率：调速系统<0.06%
●转速控制精度：±1r/min
●负荷控制精度：±1MW
●转速保护回路时间≤20ms，转速控制回路时间50ms，DEH装置运行环境
0～50℃，装置安装在机房内。
1.2.1.2 液压部分
液压部分是汽轮机控制的执行机构，它主要由电液转换器（或MOOG阀）和油动机组成。根据机组容量的大小，液压动力油采用不同的形式。小机组动力油一般采用与润滑油相同的油源，低压透平油，减少不必要的辅助设备，大机组一
般125MW以上机组，采用高压抗燃油。
1.2.1.2.1电液转换器
电液转换器是把电气信号转化液压信号的重要部件。它接受DEH发出的控制信号，通过信号转换，输出控制油压。
1.2.1.2.2EH供油系统（仅高压抗燃油系统）
EH供油系统（见图2-1 EH供油系统原理图）向高压抗燃油油动机提供动力油源，供油压力为14MPa，工作油液为三芳基磷酸脂（俗称抗燃油），为保证供油的可靠性，供油系统采用双通道，互为备用，有各自独立的油泵、电动机、滤器组件、流量计等，工作泵与备用泵之间设有电气及油压联锁。
EH供油系统是组合式结构，由油箱、油泵、过滤器、蓄能器、冷油器、再生装置、不锈钢油管路、各种阀门及端子箱等基本部件以及用来监控供油系统运行工况的就地仪表，控制设备组成。
考虑到保证高压抗燃油的油质洁净，油箱采用不锈钢材质（见图2-5 EH油箱）。
油再生装置是一种用来储存吸附剂和使油得到再生（保持中性，去除水份等）的装置，一般由精密过滤器（波纹纤维过滤器）和硅藻土过滤器串联构成。
在EH油系统中提供蓄能器作为缓冲装置，以改善执行机构的动态特性，并在供油泵发生故障时提供紧急操作所需压力油。
1.2.1.2.3油动机
油动机是根据控制油压的变化，不断改变行程，达到控制调节门的开度，使汽轮机按照DEH的指令运行（见图2-4 油动机原理图）。
根据油动机所控制的进汽门的功能，决定所配的油动机的形式，即调节型和开关型两种，调节型油动机能将汽阀控制在任意位置上，成比例地调节进汽量以适应负荷需要，开关型油动机只能将汽阀控制在全开或全关位置（见图2-11，2-14，2-15，2-16油动机）。
1.2.2保安系统
保安系统由监测仪表（TSI）和危急遮断系统（ETS）两部分组成。
1.2.2.1电气部分
1.2.2.1.1 监测仪表（TSI）
汽轮机监测仪表（TSI）是一种可靠的多通道监测仪表，能连续不断地测量汽轮机发电机组转子和汽缸的机械运行参数，显示机器的运行状况，提供输出信号给记录仪，并在超过设定的运行极限时发出报警。另外，还能使汽机自动停机以及提供可用于故障诊断的测量。
汽轮机监测仪表（TSI）监测的主要内容有：汽轮发电机组所有轴承的振动、转子推力盘相对于推力轴承支承面的相对轴向位移（轴位移）、转子相对于静止部件的相对膨胀（差胀），用于啮合盘车齿轮的零转速指示、偏心等。
TSI由探头、预制电缆、前置器和数据处理模块组成，主要生产厂家有美国本特利公司，荷兰飞利浦公司、日本新川公司、美国恩坦克公司及国产仪表。
1.2.2.1.2危急遮断控制系统（ETS）
危急遮断控制系统（ETS）是保护汽轮机正常运行的保护设备，它选用可靠的硬件设备，根据汽轮机运行规范设计其控制原理。一旦发生紧急情况，迅速使汽轮机停机，保护设备安全。
ETS的功能有：超速保护功能、轴向位移大保护功能、润滑油压低保护功能、轴承振动大保护、真空低保护功能等等。为了使汽轮机运行与整个工厂系统的正常运行相适应，设计有遥控保护接口，它接受汽轮机以外因素引起的需汽轮机紧急停机的信号。
ETS由控制柜、操作面板、预制电缆、供电电源、控制元器件等组成，目前我们采用西门子公司、欧姆龙公司、莫迪康公司生产的PLC电子元器作为ETS的主要组成部分。
1.2.2.2 液压部分
危急遮断及复位装置、危急遮断器、危急遮断油门、电磁阀、喷油试验装置等机械部套组成液压保护系统。
1.2.2.2.1 危急遮断及复位装置
危急遮断及复位装置主要作用是：在紧急时，手动停机；在启动时，手动复位，建立安全油。
1.2.2.2.2 危急遮断器和危急遮断油门
危急遮断器和危急遮断油门在汽轮机转速达到3000±50r/min时，在离心力作用下，危急遮断器上的飞锤快速出击，撞击危急遮断油门，使安全油迅速泄放，关闭所有进汽门。
1.2.2.2.3 电磁阀
电磁阀接受电气控制信号，进行遥控汽轮机的复置及停机。
1.2.2.2.4喷油试验装置
喷油试验装置可在低转速下检查危急遮断器是否工作正常。
1.2.2.2.5危急遮断控制块（仅高压抗燃油系统）
危急遮断控制块是由OPC电磁阀及AST电磁阀组成，接收DEH或ETS停机信号，使进汽门迅速关闭（见图2-18 危急遮断控制块OPC、AST电磁阀）。
1.2.2.2.6隔膜阀（仅高压抗燃油系统）
隔膜阀提供危急遮断器及手动遮断接口，将危急遮断器动作及现场手动遮断信号传递到各阀门油动机，使其快速关闭，它是低压透平油与高压抗燃油之间的信号转化装置（见图2-22 隔膜阀）。
汽轮机数字电液控制(DEH)技术探讨 发表时间：2019-06-04T15:53:29.007Z 来源：《电力设备》2019年第2期作者：康晓华[导读] 摘要：汽轮机数字电液控制技术是电厂运行中必不可少的控制系统，可以实现对汽轮机精准控制、快速响应的特点。 (山西兴能发电有限责任公司山西省太原市古交市 030206) 摘要：汽轮机数字电液控制技术是电厂运行中必不可少的控制系统，可以实现对汽轮机精准控制、快速响应的特点。另外，随着汽轮机的运行功率越来越大，对参数的控制要求也不断提升，采用先进的热工自动化技术是提高机组安全、经济运行最有效的措施之一。本文对数字电液控制技术进行详细分类描述，便于更好的理解和应用此技术。 关键词：数字电液控制技术汽轮机电液伺服控制 1引言 随着电子技术和计算机技术的发展，电厂汽轮机的调节方式也发生了重大的变化，汽轮机最初的调节模式是机械液压调节，逐渐过渡到基于电子模拟技术的模拟电调模式，最后发展到如今的基于计算机技术的数字电液调节模式。数字电液调节模式以汽轮机为控制对象，运用计算机技术、自动控制技术、液压控制技术完成对汽轮机的控制过程。 2 DEH控制系统概述 数字式电液控制技术(DEH)是由两个部分组成，分别为计算机控制技术和EH电液控制技术。由于DEH基于上述两个组成部分，因此其控制技术也就依赖于计算机控制技术(数字控制技术、网络技术)和液压伺服控制技术。随着集成电路技术的快速发展，计算机及网络技术的发展，使得数字电子技术的安全性和可靠性有了较大的发展。另外，液压伺服控制技术也有了快速发展，其中包括电液比例阀、伺服阀等的广泛使用。综合计算机技术和液压伺服控制技术，形成了适合电厂汽轮机运行控制的技术-数字式电液控制技术。 2.1计算机控制系统 通过DEH技术，可以实现汽轮机高中压阀门的控制精度，能够实现机组的协调控制，并且提升整个机组的运行稳定性和安全性。 2.2EH液压系统 EH油系统包括供油系统、执行机构和危急遮断系统,供油系统的功能是提供高压抗燃油，并由它来驱动伺服执行机构，执行机构响应从DEH送来的电指令信号，以调节汽轮机各蒸汽阀开度。危急遮断系统由汽轮机的遮断参数控制，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机进汽门或只关闭调速汽门。 DEH 是汽轮机的数字化电液调节系统是汽轮机组的心脏和大脑。DEH 汽轮机综合控制系统是结合先进的计算机软、硬件技术，吸取了国内外众多同类系统的优点, 系统结构充分考虑了系统的先进性、易用性、开放性、可靠性、可扩展性、兼容性和即插即用等特性，结构完整、功能完善。数字电液控制系统可以实现自动系统控制。随着大容量汽轮机的发展和电网峰谷差的不断增大，对机组的调峰和调频要求越来越高。因此，降低成本，改善机组运行的经济性、可靠性、可调性。数字电液控制系统可以部分完成各种控制回路、控制逻辑的运算。随着大型联合电网和现代大功率汽轮发电机组的发展，为了适应电站自动化的需要，要求装备比以往采用的液压机械式调节系统更为迅速，更加精确的控制系统。同时大容量汽轮机的发展，使老机组将面临调峰和调频，加上原来纯液压调节系统存在控制精度低、稳定性差等陷已不能满足电站自动化的需要。 3汽轮机电液伺服技术电液伺服技术可以分为高压抗燃油系统自容式系统，两种控制技术都有各自的适用性和特点。 3.1高压抗燃油系统 随着西屋汽轮机技术的引进，高压抗燃油系统逐渐被认知和使用。对于传统的液压调节控制技术的缺陷，高压抗燃油系统利用灵活的控制策略以应对多种不同工况自动化控制要求，从而实现汽轮机机炉协调控制。在300MW及以上的大型机组控制系统上，高压燃油控制系统主要有以下控制特点： (1)控制精度高，反映速度快。 (2)系统复杂，体积较大，制造和运行成本高。 (3)对于油质的清洁度要求高，油品需循环再生使用，运行成本高。 (4)能够实现对阀门的管理。 高压抗燃油系统主要包含供油系统、伺服执行机构、危急遮断保护系统组成，其中供油系统主要负责为控制系统提供高压抗燃油，其压力可达到14Mpa，高压抗燃油驱动伺服执行机构，执行机构响应从DEH送来的电控指令信传输到各个阀门，控制阀门的相应动作。危急遮断保护系统由汽轮机的遮断参数进行控制，如果运行参数超过上限值，该系统直接对阀门进行控制，以保证机组运行的安全性。 3.2自容式系统 通过将油源站和伺服系统集成在一起，形成了自容式液压伺服控制系统，通过优化技术，实现了油动机的动态性能与高压抗燃油系统相当，采用小流量容积泵和蓄能器满足了油动机稳态流量很小和动态流量大的特点。伺服系统主要由伺服器、液控单向阀、油缸和电磁阀等构成。 伺服机构主要由油缸、伺服阀、液控单向阀、电磁阀和插装阀等组成。油源站过来的压力油进入集成块直接作用在油动机的上腔，这形成一个固定的油压和一个作用面积。活塞的下腔通过伺服阀进行控制，这样形成一个差动回路，压力油通过伺服阀引入到活塞下腔因为上下腔面积不同，压力不同，会把油动机往上推。 4 DEH电控技术 4.1伺服方法技术 在DEH电控技术中，要完成对某些电液伺服器的控制，需要对电液伺服信号进行放大处理，使用专门的伺服控制模块。早期的伺服控制模块采用模拟放大的电路，采用比例P、积分I来实现电位器的调节控制，存在调试不便的情况。随着数字技术的不断发展，逐渐可以通过数字伺服控制模块来实现控制，采用可编程阵列来管理转换器，通过转换器，传输信号功率被放大后传输到伺服器，达到控制目的。此方法具有响应速度快、控制精度高等特点。 4.2快速反馈调节技术
控制系统数字仿真题库 一、填空题 1. 定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。2．系统的三大要素为：实体、属性和活动。 3．人们描述系统的常见术语为：实体、属性、事件和活动。 4．人们经常把系统分成四类，它们分别为：连续系统、离散系统、采样数据系统和离散-连续系统。 5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。 6．根据描述方法不同，离散系统可以分为：离散时间系统和离散事件系统。7. 系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。 8．根据模型的表达形式，模型可以分为物理模型和数学模型二大类，其中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：静态模型和动态模型。 9、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述 系统内在规律的模型称为数学模型。 10．静态模型的数学表达形式一般是代数方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数学表达形式一般是微分方程和差分方程。 11．系统模型根据描述变量的函数关系可以分类为线性模型和非线性模型。12 仿真模型的校核是指检验数字仿真模型和数学模型是否一致。 13．仿真模型的验证是指检验数字仿真模型和实际系统是否一致。 14．计算机仿真的三个要素为：系统、模型与计算机。 15．系统仿真的三个基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验。 16．系统仿真根据模型种类的不同可分为：物理仿真、数学仿真和数学-物理混合仿真。17．根据仿真应用目的的不同，人们经常把计算机仿真应用分为四类，分别为： 系统分析、系统设计、理论验证和人员训练。18．计算机仿真是指将模型在计算机上进行实验的过程。 19. 仿真依据的基本原则是:相似原理。 20. 连续系统仿真中常见的一对矛盾为计算速度和计算精度。 21．保持器是一种将离散时间信号恢复成连续信号的装置。 22．零阶保持器能较好地再现阶跃信号。 23. 一阶保持器能较好地再现斜坡信号。 24. 二阶龙格-库塔法的局部截断误差为O()。 25．三阶隐式阿达姆斯算法的截断误差为:O()。 26．四阶龙格-库塔法的局部截断误差为O()。 27．根据计算稳定性对步长h是否有限制，数值积分算法可以分为二类，分别是：条
控制系统数字仿真题库 填空题 1.定义一个系统时，首先要确定系统的；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的，系统对边界以外环境的作用称为系统的。 1.定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以外环境的作用称为系统的输出。 2．系统的三大要素为：、和。 2．系统的三大要素为：实体、属性和活动。 3．人们描述系统的常见术语为：、、和 3．人们描述系统的常见术语为：实体、属性、事件和活动。 4．人们经常把系统分成四类，分别为：、、和 4．人们经常把系统分成四类，它们分别为：连续系统、离散系统、采样数据系统和离散-连续系统。 5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：和。 5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。 6．根据描述方法不同，离散系统可以分为： 和。 6．根据描述方法不同，离散系统可以分为：离散时间系统和离散事件系统。 7. 系统是指相互联系又相互作用的的有机组合。 7. 系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。 8．根据模型的表达形式，模型可以分为和数学模型二大类，期中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：和。8．根据模型的表达形式，模型可以分为物理模型和数学模型二大类，期中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：静态模型和动态模型。 9．连续时间集中参数模型的常见形式为有三种，分别为：、和。 9．连续时间集中参数模型的常见形式为有三种，分别为：微分方程、状态方程和传递函数。 10、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为，用数学表达式来描述系 统内在规律的模型称为。 10、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述系统 内在规律的模型称为数学模型。 11．静态模型的数学表达形式一般是方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数学表达形式一般是方程和方程。 11．静态模型的数学表达形式一般是代数方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数
控制系统数字仿真 题型举例与总复习 一、填空题 A类基本概念题型 1、系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。 2、定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。 3、系统的三大要素为：实体、属性和活动。 4、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。 5、相似原理用于仿真时，对仿真建模方法的三个基本要求是稳定性、准确性和快速性。 6、根据模型种类不同，系统仿真可分为三种：物理仿真、数字仿真和半实物仿真。 7、按照系统模型特征分类，仿真可分为连续系统仿真及离散事件系统仿真两大类。 8、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述系统内在规律的模型称为数学模型。 9、计算机仿真是指将模型在计算机上进行试验的过程。 10、系统仿真的三个基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验，计算机仿真的三个要素为：系统、模型与计算机。 11、如果某数值计算方法的计算结果对初值误差和计算误差不敏感，则称该计算方法是稳定的。 12、数值积分法步长的选择应遵循的原则为计算稳定性及计算精度。 13、采样数值积分方法时有两种计算误差，分别为截断误差和舍入误差。 14、三阶隐式啊达姆氏算法的截断误差为O(?4)，二阶龙格-库塔法的局部截断误差为O(?3)，四阶龙格-库塔法的局部截断误差为O(?5)。 15、在判定数值积分方法的稳定域时，使用的测试方程为y?=μy。 16、龙格-库塔法的基本思想是用几个点上函数值的线性组合来避免计算函数的高阶导数，提高数值计算的精度。 17、连续系统仿真中常见的一对矛盾为计算速度和计算精度。 18、离散相似法在采样周期的选择上应当满足采样定理。 19、保持器是一种将离散时间信号恢复成连续信号的装置，零阶保持器能较好地再现阶跃信号，一阶保持器能较好地再现斜坡信号。 20、实际信号重构器不可能无失真地重构信号，具体表现为信号重构器会对被重构的信号产生相位的滞后和幅度的衰减。 21、一般将采样控制系统的仿真归类为连续系统仿真。 22、在控制理论中，由系统传递函数来建立系统状态方程的问题被称为“实现问题”。 23、常用的非线性环节包括:饱和非线性、失灵非线性、迟滞回环非线性。
吉大16春学期《控制系统数字仿真》在线作业一 一、单选题( 共 15 道试题, 共 30 分。) 1. 数值积分法中, 其计算精度p=2的算法是( ) 。 A. 欧拉法 C. 四阶—龙格库塔法 D. 以上都不是 满分: 2 分 2. i=2; a=2i;b=2*i;c=2*sqrt(-1);程序执行后; a, b, c的值分别是( ) 。 A. a=4,b=4,c=2.0000i B. a=4,b=2.0000i, c=2.0000i D. a=2.0000i,b=2.0000i,c=2.0000i 满分: 2 分 3. 下列哪条指令是求矩阵的行列式的值( ) 。 A. inv B. diag
D. eig 满分: 2 分 4. CAD软件中我们一般都用( ) 单位来做图以达到最佳的效果。 A. 米 B. 厘米 D. 分米 满分: 2 分 5. 在CAD命令输入方式中以下不可采用的方式有( ) 。 A. 点取命令图标 B. 在菜单栏点取命令 C. 用键盘直接输入 满分: 2 分 6. 角度x=[30 45 60], 计算其正弦函数的运算为( ) 。 A. SIN( deg2rad(x))
B. SIN(x) C. sin(x) 满分: 2 分 7. 绘制系统奈氏曲线的命令是( ) 。 A. step B. pzmap D. sgrid 满分: 2 分 8. 已知a=2:2:8, b=2:5, 下面的运算表示式中, 出错的为( ) 。 A. a'*b B. a.*b D. a-b 满分: 2 分 9. 下列哪个变量的定义是不合法的( ) 。
B. xyz_3 C. abcdef D. x3yz 满分: 2 分 10. AutoCAD中的图层数最多可设置为( ) 。 A. 10层 C. 5层 D. 256层 满分: 2 分 11. 计算机辅助设计的英文缩写是( ) 。 B. CAM C. CAE D. CAT 满分: 2 分
汽轮机数字电液控制系统DEH 介绍及控制方式讨论 一、DEH系统介绍 1、DEH系统各部分介绍 1．1、DEH系统慨述 汽轮机数字电液控制系统（Digital Electric-Hydraulic Control System，以下简称DEH）是当今汽轮机特别是大型汽轮机必不可少的控制系统，是电厂自动化系统最重要的组成部分之一。现代DEH系统由于采用计算机控制技术为核心的分散控制系统结构，提高了控制精度，并且能够方便地实现各种复杂的控制算法。其执行部分由于采用了液压控制系统，具有响应快速、安全、驱动力强的特点。 1．2 、DEH系统计算机控制部分硬件配置 （1）基本控制计算机柜 主要由电源、1对冗余DPU、3个基本控制I/O站、1个OPC超速保护站及1个伺服控制系统站组成，完成对汽轮机的基本控制功能。转速测量卡（MCP卡）、模拟量测量卡（AI卡）、开关量输入卡（DI卡）、回路控制卡（LC卡）、开关量输出卡（DO卡）组成基本控制的信号输入部分。输入I/O卡件及重要信号均采用三选二冗余配置。由三块测速卡（MCP卡）和OPC卡组成超速保护控制功能块，基本控制DPU软件中，同时也具有OPC控制功能，达到硬件、软件的双重保护。由多块阀门控制卡（VCC卡）组成阀门伺服控制系统部分，每一块VCC卡用于一个阀门的控制，相互独立，在VCC卡件的设计上保证了即使在主机故障情况下，也能通过后备手操盘，手动控制机组阀门开度。 DPU主控制机是2台完全相同的、互为冗余的计算机组成。 DPU的整机面板如下图所示： 每台计算机有五个指示灯和一个电源钥匙开关，说明如下： 电源指示灯：接上电源，该灯亮，否则暗。 主控指示灯：当系统正常运行时，此时电源灯和运行灯都亮，如该机处于主控状态，主控灯亮；如处于跟踪和初始状态，主控灯暗。 运行指示灯：当计算机正在运行应用程序时，该灯亮。
1-1什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？ 答：仿真是建立在控制理论，相似理论，信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助专家经验知识，统汁数据和信息资料对试验结果进行分析和研究，进而做出决策的一门综合性的试验性科学。 它所遵循的基本原则是相似原理。 1-2在系统分析与设计中仿真法与解析法有何区別？各有什么特点？ 答：解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析，il?算。它是一种纯物理意义上的实验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全而性等因素的影响，其应用往往有很大局限性。 仿真法基于相似原理，是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。 1-3数字仿真包括那几个要素？其关系如何？ 答：通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与让算机。由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题：将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。 1-4为什么说模拟仿真较数字仿真精度低？其优点如何？o 答：由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的下?扰，模拟仿真较数字仿真精度低 但模拟仿真具有如下优点： （1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。 （2）仿真速度极快，失真小，结果可信度髙。 （3）能快速求解微分方程。模拟汁算机运行时0运算器是并行工作的，模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关。 （4）可以灵活设置仿真试验的时间标尺，既可以进行实时仿真，也可以进行非实时仿真。 （5）易于和实物相连。 1-5什么是CAD技术？控制系统CAD可解决那些问题？ 答：CAD技术，即计算机辅助设计（Computer Aided Design），是将计算机高速而精确的计算能力, 大容量存储和数据的能力与设讣者的综合分析，逻辑判断以及创造性思维结合起来，用以快速设计进程，缩短设计周期，提髙设计质量的技术。 控制系统CAD可以解决以频域法为主要内容的经典控制理论和以时域法为主要内容的现代控制理论。此外，自适应控制，自校正控制以及最优控制等现代控制测略都可利用CAD技术实现有效的分析与设计。 1-6什么是虚拟现实技术？它与仿真技术的关系如何？ 答：虚拟现实技术是一种综合了计算机图形技术，多媒体技术，传感器技术，显示技术以及仿真技术等多种学科而发展起来的高新技术。 1-7什么是离散系统？什么是离散事件系统？如何用数学的方法描述它们？ 答：本书所讲的“离散系统”指的是离散时间系统，即系统中状态变量的变化仅发生在一组离散时刻上的系统*它一般采用差分方程.离散状态方程和脉冲传递函数来描述。 离散事件系统是系统中状态变量的改变是由离散时刻上所发生的事件所驱动的系统。这种系统的输入输出是随机发生的，一般采用概率模型来描述。 1-8如图1-16所示某卫星姿态控制仿真实验系统，试说明： （1）若按模型分类，该系统属于那一类仿真系统？ （2）图中“混合汁算机”部分在系统中起什么作用？ （3）与数字仿真相比该系统有什么优缺点？ 答：（1）按模型分类，该系统属于物理仿真系统“ （2）混合计算机集中了模拟仿真和数字仿真的优点，它既可以与实物连接进行实时仿真，计算一些复杂函数，又可以对控制系统进行反复迭代讣算。其数字部分用来模拟系统中的控制器，而模拟部分用于模拟控制对象。（4）与数字仿真相比，物理仿真总是有实物介入，效果逼真，精度高，具有实时性与在线性的特点, 但其构成复杂，造价较髙，耗时过长，通用性不强。
数字电液控制系统在核电厂中的应用 发表时间：2019-05-20T16:37:54.500Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：张夏莲 [导读] 摘要：海南核电1,2号机数字电液控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System）采用西屋公司的OV ATION 系统，由冗余的分布式处理单元和一套安装在标准机柜内的输入输出模件组成。为在操作员站CRT 发生故障时能安全停机，还提供了一块手操盘，能够根据用户的要求组成不同的配置。 (中国核电工程有限公司华东分公司浙江嘉兴 314000) 摘要：海南核电1,2号机数字电液控制系统（Digital Electric Hydraulic Control System）采用西屋公司的OVATION 系统，由冗余的分布式处理单元和一套安装在标准机柜内的输入输出模件组成。为在操作员站CRT 发生故障时能安全停机，还提供了一块手操盘，能够根据用户的要求组成不同的配置。 关键词：数字电液控制；原理；功能；控制。 DEH控制系统能按操纵员或自动启动装置给出的指令来控制主汽阀、主汽调节阀、再热主汽阀和再热调节阀，使机组按一定要求升、降转速、负荷、停机等。DEH装置接受转速、功率及第一级前汽压的实际信号，对机组的转速、功率、蒸汽流量实行闭环调节。此外，DEH还能监测显示参数、超速保护、自启停控制等。 1.工作原理 DEH采取一对一的方式来实现对机组的控制，即DEH发出的阀位控制指令通过4块伺服卡分别送到4个调节汽门（GV）的电液伺服阀（MOOG阀）上；MOOG阀将电气信号转换成液压信号，由安装在油动机上的高压抗燃油执行机构直接带动调节汽门的蒸汽阀头开启和关闭。2个主汽阀（MSV）、6个再热主汽阀（RSV）、6个中压调节阀为开/关型，DEH通过控制与其对应的电磁阀使其开启/关闭。 2. 功能 DEH控制系统主要有两种功能：一个是当发电机断路器“打开”时控制汽机转速；另一个是当发电机断路器“关闭”时控制汽机负荷，而这些都是通过4个高压调节阀(GV)开度实现的，高压调节阀受控于专门设计的带自诊断和自动校验的伺服卡。同时，机组还配有开/关型的主汽阀（MSV）2个、再热主汽阀（RSV）6个、中压调节阀6个。一个独立的高压油源系统为机组上所有阀门提供原动力。DEH根据不同的运行工况，如启动，停机，变负荷和Runback而自动产生转速/负荷设定值。 3.控制方式 3.1 手动这是一种开环运动方式，控制各个阀门的开度，操作员在操作盘上通过按键直接改变阀门的开度，各按钮之间由逻辑互锁，该方式作为自动方式的备用，在手动方式下具备OPC功能。DEH硬操盘上主要有阀位增减按钮和阀位指示等，它通过硬件的方式直接操作阀门控制卡（VCC卡），其阀位指示也由硬件卡给出，因而，只要VCC卡及直流电源正常，在DPU等计算机故障或停电，无法实现自动控制时，仍能通过硬操盘对汽轮机进行手动控制。 3.2操作员自动（OA）在该方式下，可实现汽轮机的转速和负荷的闭环控制，具有各种保护功能。目标转速、目标负荷、升速速率和升负荷速率等均可由操作人员设置。因本系统采用的是双机系统，因而，该方式下可分为A机控制和B机控制两种情况，两者之间的切换可以手动也可做到自动，如两机都发生故障，则自动转至手动方式运行。 3.3自动汽机控制（ATC）启动过程中，ATC模式自动将目标值从0 rpm增加到3000 rpm，同时监视所有振动和金属温度信号。当满足保持条件时，自动保持当前转速。转速升至约2/3额定转速时自动进入暖机状态。当转速进入同期范围时，自动将控制切换到自动同期装置。断路器初始闭合时控制自动切回OA模式，ATC仅监视。 当阀门控制卡故障，需在线更换时；一只LVDT故障，在线更换故障的LVDT时；DPU（主控站）故障时；操作员站故障时，机组可暂时切至手动控制；在线更换BC站控制板时，DEH系统必须由自动控制切至手动控制。 4.DEH控制环节 4.1 整定值生成整定值用来和过程值比较，产生的偏差信号经过调节器作用后去调节阀门动作。在OA模式下，整定值= 当前值+ 升降速率* 时间。操纵员输入目标值以及升降速率，按下启动后，程序就会按照操纵员设定好的速率使整定值增加或减少,直到整定值达到目标值，DEH将整定值自动保持,在这个过程中操纵员可以根据情况使用“hold”按钮手动使整定值保持在当前值。 4.2 转速控制 DEH处于转速控制或功率控制取决于发电机是否并网，通过断路器状态来自动判断。在转速控制模式下，整定值与转速测量值比较，产生的偏差信号经过PID调节器作用后产生输出动作阀门。 4.3 频率校正操纵员可根据电网要求将频率校正回路投入或者切除，这种投切在操纵员终端手动实现。频率校正的作用是在电网频率偏离额定频率时，调整发电机功率，使发电机功率符合电网频率要求。当电网频率过高时降低功率整定值，反之则增加功率整定值。校正量的大小由频率偏差量来决定，符合一定的比例关系并设置有死区。 4.4 MW（电功率）反馈并网以后，操纵员在操纵员终端上手动投入MW反馈回路。MW反馈回路的作用是使控制回路成为闭环回路，从而实现对功率的准确控制，MW反馈回路上设置有PID调节器。MW反馈的测量信号来自于发电机出口断路器前，同样使用3个信号，经过中选器处理，进行信号判断并将故障信号排除。汽机发生RUNBACK时，MW反馈回路被自动切除，避免闭环控制方式下汽机功率的过度超调。 4.5 IMP（冲动级压力）反馈冲动级压力与汽轮机发电机组功率之间有固定的对应关系，当蒸汽压力发生变化，引起冲动级压力变化，IMP反馈回路快速响应调整阀门开度而使发电机功率快速返回到初始水平。IMP反馈回路上的PID参数设置使得该反馈回路对冲动级压力变化能够快速响应。由于在10%功率以后冲动级压力IMP与功率之间才会有较好的线性对应关系，所以一般在10%功率以后才可以投运IMP反馈回路。 4.6 阀门流量修正曲线控制信号、阀门开度以及蒸汽流量之间如果具有很好的线性关系，即使在开环控制模式下（所有反馈回路切除），汽机调阀也能准确地将功率控制在功率整定值上。但是实际的调阀开度与蒸汽流量之间并不是纯粹的线性关系。因此要使阀门控制信号与蒸汽流量成线性对应关系，就必须对阀门控制信号进行修正，修正方法就是设定阀门流量修正曲线。 4.7 超速保护控制（OPC） OPC的主要功能是当汽轮机甩负荷时（电网故障），发出OPC信号使EH油回路中的OPC电磁阀带电开启，卸去OPC母管中的油压，使调节阀和再热调节阀快速关闭，OPC信号消失后，调节阀和再热调节阀重新开启，从而防止汽轮机超速跳
第1章数字电液控制系统 1.1概述 汽轮机的启动运行及安全保护是通过汽轮机控制系统实现的，作为汽轮机的脑袋，控制系统是汽轮机不可分割的一部分。 汽轮机的控制系统是从单纯的调节系统发展起来的，早期的液压调节系统，由主油泵提供整个系统的动力油和控制油，与润滑油系统共用一个供油系统，启动是靠人工操纵主汽门来控制汽轮机转速。在升速过程中，整个控制过程处于开环运行状态，由人工监视控制。当转速达到一定转速时，旋转阻尼感受到转速信号，产生一次油压反馈信号，再通过放大器放大为二次油压，控制油动机驱动进汽调节阀进一步提升转速，以达到同步、并网、带负荷，从而完成整个汽轮机的控制过程。 由于控制信号和反馈信号都是由机械或液压部件产生，在信号的产生和执行过程中，这些部件难免存在着摩擦迟缓，以至准确性差，迟缓率大，造成控制精度不高，不可避免地影响汽轮机控制性能。同时缺少合适的控制接口，很难使机组满足整个系统的协调控制要求，阻碍了控制系统自动化程度的进一步提高。 为了使汽轮机能更准确、更协调、更安全、更可靠地实现控制，使电厂用户能更方便、更灵活地使用和维护，同时为提高整台机组的控制水平，与世界接轨，增强产品的竞争力，汽轮机控制系统的发展也应与世俱进。随着科学技术的发展，国内汽轮机控制系统经过电子管、晶体管、模拟电路几个阶段的发展，通过二代人的努力，已具备实现数字控制的能力。 80年代初，引进国外先进技术，通过不断地消化和实践，使我们的设计技术和生产制造能力有了质的飞跃。以引进技术为借鉴，一种以数字技术为基础的电液控制系统控制汽轮机的愿望得以实现。数字式电液控制系统，简称DEH，它将现场的信号转化成数字信号，代替原有机械液压信号。通过计算机的运算，控制汽轮机的运行，使运行人员可以通过DEH来完成对汽轮机的控制和监视。 1.2调节保安系统 调节保安系统由调节系统和保安系统组成。调节系统是汽轮机控制的主要环节，全面控制汽轮机的启停、升速、带负荷及电厂的协调控制，采集各种汽轮机的运行信息，显示汽轮机的运行状态；保安系统是汽轮机保护的重要部分，它全方位监视汽轮机的各个危害安全运行的参数，保护汽轮机安全可靠的运行。 每个系统都是由电气部分和液压部分组成。 1.2.1调节系统 1.2.1.1电气部分 数字式电液控制系统（DEH）是电气部分中最主要组成部分，也是整个调节系统中的大脑，它把所有汽轮机的运行参数都收集起来，经过逻辑判断、数据计算处理，最后发出控制指令。DEH主要由操作站、工程师站、控制处理器、I/O输入输出模件、阀位驱动卡、电源组件、通讯接口等电子硬件组成。（图1-1、DEH 硬件配置图），由于电子产品生产厂家较多，使得DEH的硬件类型也较多，目前，已投入使用的DEH有西屋公司的WDPF II、FOXBORO公司的I/A’S，MOORE公司的APACS、ABB公司的INFI90、WOODWARD公司505等电子产品。 1.2.1.1.1电调控制系统（DEH）简述 DEH通过现场一次仪表的数据采集，如磁阻发送器采集汽轮机转速，压力开关采
吉大16春学期《控制系统数字仿真》在线作业一答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
吉大16春学期《控制系统数字仿真》在线作业一 一、单选题（共 15 道试题，共 30 分。） 1. 数值积分法中，其计算精度p=2的算法是（）。 A. 欧拉法 C. 四阶—龙格库塔法 D. 以上都不是 满分：2 分 2. i=2; a=2i;b=2*i;c=2*sqrt(-1);程序执行后；a, b, c的值分别是（）。 A. a=4,b=4,c=2.0000i B. a=4,b=2.0000i, c=2.0000i C. a=2.0000i, b=4,c=2.0000i D. a=2.0000i,b=2.0000i,c=2.0000i 满分：2 分 3. 下列哪条指令是求矩阵的行列式的值（）。 A. inv B. diag C. det D. eig 满分：2 分 4. CAD软件中我们一般都用（）单位来做图以达到最佳的效果。 A. 米 B. 厘米 C. 毫米 D. 分米 满分：2 分 5. 在CAD命令输入方式中以下不可采用的方式有（）。
A. 点取命令图标 B. 在菜单栏点取命令 C. 用键盘直接输入 D. 利用数字键输入 满分：2 分 6. 角度x=[30 45 60]，计算其正弦函数的运算为（）。 A. SIN（deg2rad(x)） B. SIN(x) C. sin(x) D. sin(deg2rad(x)) 满分：2 分 7. 绘制系统奈氏曲线的命令是（）。 A. step B. pzmap C. nyquist D. sgrid 满分：2 分 8. 已知a=2:2:8, b=2:5，下面的运算表达式中，出错的为（）。 A. a'*b B. a.*b C. a*b D. a-b 满分：2 分 9. 下列哪个变量的定义是不合法的（）。 A. abcd-3 B. xyz_3 C. abcdef D. x3yz
控制系统数字仿真复习题2 一．选择题 1．设A=[3.000,5.0000,0.5000;0.8660,81.0000,7.0000;1.5000,5.0000,1.0000]，运行命令A(1,6)=1后，则A(2,5)= 。 （A）1 （B）0 （C）-1 （D）+ 2．设exm=[ 456 2 873 2 579 55 21 687 54 488 8 13 65 4567 88 98 21 5 456 68 4589 654 5 987 5488 10 9 6 33 77] 则size(exm，2)结果为。 （A）2 （B）5 （C）6 （D）1 3．运行下列命令后A1=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];A2=A1'; A3=cat(1,A1,A2)，系统输出结果为。 （A）1 2 3 1 4 7 4 5 6 2 5 8 7 8 9 3 6 9 （B）1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 4 7 2 5 8 3 6 9 （C）1 2 3 4 5 6 7 8 9 （D）1 4 7 2 5 8 3 6 9 4．能够产生2行4列的0～1分布的随机矩阵的命令为。 （A）zeros（2，4）（B）ones（2，4）（C）rand（2，4）（D）randn（2，4）
5．能够产生3行4列的单位矩阵的命令为。 （A）eye（3，4）（B）diag（3，4）（C）ones（3，4）（D）zeros（3，4） 6．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，提取B阵的第1行，第2行的第1,3,5个元素的命令为。 （A）B(1,2:[1,3,5]) （B）B([1:2],[1,3,5])（C）B([1:2],1:3:5)) （D）B(1:2;[1,3,5]) 7．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，提取B阵的第三行和第一行全部元素的命令为。 （A）B([3,1],:) （B）B(3,1,:) （C）B(:,3,1) （D）B(:,[3,1]) 8．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，下列命令使得B阵的第一行和第三行第2，4个元素为0。 （A）B([2,4],[1,3])=zeros(2) （B）B([1:3],[2:4])=zeros(2) （C）B([1,3]:[2,4])=zeros(2) （D）B([1,3],[2,4])=zeros(2) 9．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，下列命令能够获得B阵的第一行中小于5的子向量。 （A）L=B(1,:)<5 （B）L=B(1,B(1,:)<5) （C）L=B(:,1)<5 （D）L=B(B(:,1)<5,1) 10．将A矩阵逆时针旋转90°的命令为。 （A）A’（B）rot90(A,2) （C）rot90(A,1) （D）rot90(A’) 二．简答题 1．什么是系统的定义？ 2．什么是“代数环”。 3．简述m文件中命令文件和函数文件的区别。 三．判断题，正确的在括号内打“√”，错误的打“╳”，并改正错误结论重新阐述。1．（）Matlab中参与逻辑运算的操作数不一定必须是逻辑类型的变量或常量，其他类型的数据也可以进行逻辑运算，但运算结果一定是逻辑类型的数据。 改： 2．（）执行命令文件时，文件中的指令或者命令按照出现在命令文件中的顺序依次执行。 改： 3．（）feedback函数可通过将系统输出反馈到系统输入构成闭环系统，开环系统的输入/输出仍然是闭环系统的输入/输出 改：
汽轮机数字电液控制系统(DEH)复习要点（精编版） 第一章 1、汽轮机调节系统经历的阶段：机械液压调节系统MHC、电气液压调节系统AHC、模拟电液调节系统AEH、数字电液控制系统DEH。 2、一个完善的汽轮机控制系统包括：监视系统、保护系统、控制系统、热应力在线监视系统、汽轮机自启停控制系统、液压伺服系统。 3、一次调频：在电网负荷变化以后，机组按其静态特性曲线改变自己的实发功率，以减小电网频率波动的幅度，从而达到新的平衡，并且将电网频率的变化限制在一定的限度之内。二次调频：在机组并网运行时，通过改变负荷目标值可以改变汽轮机的功率使各台机组承担给定负荷，调整电网频率以维持电网周波稳定。区别：①一次调频是按并列运行机组的静态特性自动分配负荷，快速，有差，存在于电网周波变动的动态过程之中。而二次调频要靠同步器人为地进行；手动，慢，无差，从时间上看是始终存在的。②并列运行的机组通常都参与一次调频，但一次调频通常不能保持电网周波不变而只能减小周波变化的程度。③一次调频可以认为是暂态的。即当电网负荷变化后，二次调频来不及立即保证电网有功功率的供求平衡，暂时由一次调频来维持电网周波不致有过大变化而造成严重后果，当二次调频使周波恢复正常后，一次调频作用便消失。 4、中间再热机组的调节特点：①中低压缸功率滞后：负荷变化时，由于中低压缸功率的滞后，降低了一次调频能力，可以采用高压气门动态过开来补偿；②甩负荷是超速：甩负荷时，为防止再热器蓄汽量使汽轮机超速，应同时关闭高中压汽门；③机炉动态特性不同，机快炉慢：采用协调控制；④只能单元制运行：旁路系统解决机炉流量不匹配的问题。 第二章 1、DEH系统运行方式：二级手动、一级手动、操作员自动、汽轮机自动。 2、根据再热汽轮机DEH系统的调节原理图说明①特点：转速回路：实现一次调频功能，切除转速回路后，限制一次调频的能力；功率回路：保证了输出严格等于给定值，细调。调节过程慢，具有对外扰迅速响应的能力；调压回路：促进控制过程的快速性，受扰时反应较快，不能使功率严格等于给定值，起粗调作用，具有对内外扰迅速响应的能力。②如何抗内扰：DEH在抗内扰是，例如主汽参数降低，则输出功率下降，由于功率给定与功率反馈输出正偏差，要求调节汽阀开大，使输出功率等于功率给定值，系统达到平衡，因此，系统具有很强的抗内扰能力。内外回路均具有抗内扰能力。③如何实现高调门动态过开：通过PI1调节器实现过调，当外界负荷变化时，由于中低压缸的功率滞后。调节器的输入偏差不为零，则不断地发出开阀信号，是高调门动态过开，直至偏差为零。 3、负荷控制阶段调节汽阀自动方式：操作员自动控制方式OA（在该方式下，系统接受操作员输入的目标负荷及其速率，并进行控制）、遥控方式REMOTE（在该方式下，系统接受协调控制CCS或负荷调度中心ADS输入的目标负荷及其速率，并进行控制）、自动汽轮机控制方式ATC（计算机按照预定程序自动给出转速和负荷目标值和其变化率）、电厂计算机控制方式PLANT COMP、电厂限制控制方式。 4主汽压力控制方式TPL：该方式在主汽压力下降时限制汽轮机的负荷，避免锅炉汽压急剧下降。外部负荷返回控制方式RB：该方式主要是考虑辅机故障。如：在给水泵和风机跳闸的情况下，系统将以一定的速率去关小调节汽阀，知道故障消除为止。 5、反调现象及消除：甩负荷时进汽阀在关闭过程中还有蒸汽进入汽轮机，这些剩余蒸汽的热能将全部变为动能，使机组仍有超速的危险。若功率给定未同时切除，在该情况下，转速
控制系统数字仿真模拟题 一.单选题 1.运行下列命令后A1=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];A2=A1';A3=cat(1,A1,A2),系统输出结果为________. A.123147 4 562587 89369 B.1 234 567891 472 583 69 C.1 23456789 D.147 2 58369 [答案]:B 2.可将两个状态空间系统按下图所示方式进行组合,得到的系统为 1111122222111112222200000000x a x b u x a x b u y c x d u y c x d u ??????????=+??????????????????????????????=+???????????????????? && 的命令为________. A.［a,b,c,d ］＝append(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2) B.［a,b,c,d ］＝parallel(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2） C.［a,b,c,d ］＝series(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2） D.［a,b,c,d ］＝feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2） [答案]:A 3.可以将模块按照顺时针进行旋转的快捷键为________. A.ctrl+r B.ctrl+y C.alt+r D.alt+y [答案]:A 4.将混路器组成的总线信号依照原来的构成方法分解成多路信号或传输到相应的模块中去
的模块为________. A. B. C. D. [答案]:C 5.下列符号中可以引导注释行的是________. A.& B.@ C.$ D.% [答案]:D 6.若A= 412 303 214 -- ?? ?? -?? ?? -?? ,则C=(A>0)&(A<3)的结果为:________. A.001 001 011 B.001 000 010 C.111 110 110 D.001 110 010 [答案]:B 7.MA TLAB系统中若要使系统选择short和shortE中最好的表示,则采用命令________. A.short B.shortE C.shortG D.longE [答案]:C
控制系统数字仿真复习题3 一．选择题 1．能够产生3行4列的单位矩阵的命令为 。 （A ）eye （3，4） （B ）diag （3，4） （C ）ones （3，4） （D ）zeros （3，4） 2．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，提取B 阵的第1行，第2行的第1,3,5个元素的命令为 。 （A ）B(1,2:[1,3,5]) （B ）B([1:2],[1,3,5])（C ）B([1:2],1:3:5)) （D ）B(1:2;[1,3,5]) 3．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，提取B 阵的第三行和第一行全部元素的命令为 。 （A ）B([3,1],:) （B ）B(3,1,:) （C ）B(:,3,1) （D ）B(:,[3,1]) 4．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，下列 命令使得B 阵的第一行和第三行第2，4个元素为0。 （A ）B([2,4],[1,3])=zeros(2) （B ）B([1:3],[2:4])=zeros(2) （C ）B([1,3]:[2,4])=zeros(2) （D ）B([1,3],[2,4])=zeros(2) 5．设一个五阶魔方阵B=magic(5)，下列 命令能够获得B 阵的第一行中小于5的子向量。 （A ）L=B(1,:)<5 （B ）L=B(1,B(1,:)<5) （C ）L=B(:,1)<5 （D ）L=B(B(:,1)<5,1) 6．将A 矩阵逆时针旋转90°的命令为 。 （A ）A ’ （B ）rot90(A,2) （C ）rot90(A,1) （D ）rot90(A ’) 7．下列命令中可以创建起始值为0，增量值为0.5，终止值为10的等差数列的是 。 （A ）a ＝0:0.5:10 （B ）a ＝linspace(0,10,0.5) （C ）linspace(0,10,10)（D ）logspace(0,1,11) 8．设x= [2 3 4 5;1 2 2 1]；y=[0 1 1;1 1 0;0 0 1;1 0 0]；运行下列命令中不会出现错误的是 。 （A ）x+y （B ）x/y （C ）x*y （D ）y*x 9．将多项式)1()4()22(2 ++++s s s s 展开的命令中正确的是 。 （A ）conv([1,2,2],conv([4,1],[1,1])) （B ）conv([2,2,1],conv([4,1],[1,1])) （C ）conv([2,2,1],conv([1,4],[1,1])) （D ）conv([1,2,2],conv([1,4],[1,1])) 10．执行下列程序后，Matlab 系统返回结果为 。 a ＝’this is a string ’ isstr(a) （A ）1 （B ）0 （C ）16 （D ）13 二．名词解释及简答题 1．系统的三个属性是什么？请解释其具体含义。 2．试利用图形表示仿真的基本内容以及其相互关系。 3．简述传统的设计流程以及基于虚拟样机的设计流程的区别（可用图形表示）。 三．判断题，正确的在括号内打“√”，错误的打“╳”，并改正错误结论重新阐述。 1．（ ）现实性、简洁性、适应性是建立系统模型应该依照的原则。 2．（ ）CAD 技术就是将计算机高速而精确的计算能力、大容量存储和处理实际的能力替代设计者的综合分析、逻辑判断以及创造性思维，用以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量的技术。 3．（ ）虚拟现实分为：仿真性虚拟现实、超越性虚拟现实、幻想性虚拟现实。 4．（ ）MATLAB 中的常量数值是不可以修改的。 5．（ ）在MA TLAB 中LTI 对象模型G 一旦生成，就可以用单一变量名G 来描述系统的数学模型，而不必每次调用系统都输入模型参数组各向量或矩阵数据。