水泵恒壓控制PID整定參數(shù)預(yù)測(cè)及調(diào)速過程內(nèi)流分析.pdf

1、本文系國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“典型工業(yè)流程泵輸送系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)行節(jié)能策略”(編號(hào):2011BAF14B02)的部分研究?jī)?nèi)容。
　　 水泵是一種面大量廣的通用型機(jī)械設(shè)備，其耗電量占全國(guó)電能總消耗量的21％，被列入國(guó)家中長(zhǎng)期節(jié)能規(guī)劃，因此，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能降耗研究是勢(shì)在必行的任務(wù)。目前，采用PID控制器對(duì)水泵系統(tǒng)進(jìn)行恒壓控制是最常見的節(jié)能方法，該方法在保證水泵出口或系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)壓力不變的情況下滿足用戶正常的用水需求，從而減少多余能量的浪費(fèi)。

2、但對(duì)其進(jìn)行恒壓控制時(shí)，PID參數(shù)的整定大都還是通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等經(jīng)驗(yàn)手段來完成，而對(duì)于復(fù)雜水泵系統(tǒng)，傳統(tǒng)的辦法將不能適應(yīng)，因此，需要研究一種能預(yù)測(cè)PID參數(shù)的仿真方法。
　　 本文采用模擬仿真的方法找出水泵恒壓調(diào)節(jié)過程中PID的三個(gè)控制參數(shù)，并通過實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)驗(yàn)證這種方法的可行性。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1、采用Flowmaster流體系統(tǒng)仿真軟件建立了與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的水泵系統(tǒng)模型，并通過軟件模擬閥門的開關(guān)及水泵轉(zhuǎn)速的變化，

3、確定了水泵系統(tǒng)恒壓控制的恒壓線。
　　 2、通過在Flowmaster模型上添加PID控制器的方法，找出了在其平臺(tái)上基于臨界比例度法和基于Z-NPID參數(shù)整定法的PID參數(shù)值，并對(duì)這兩組整定的PID值進(jìn)行了模擬仿真。結(jié)果顯示，基于Z-NPID參數(shù)整定法整定出的PID參數(shù)在仿真實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)要優(yōu)于臨界比例度參數(shù)整定法所整定的參數(shù)。
　　 3、對(duì)水泵系統(tǒng)恒壓控制進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明基于Flowmaster平臺(tái)所整定出的PI

4、D參數(shù)能很好的應(yīng)用于試驗(yàn)中。
　　 4、采用ANSYSCFX流體系統(tǒng)仿真及分析軟件將Flowmater模擬出的水泵恒壓控制過程中的出口壓力一時(shí)間曲線和轉(zhuǎn)速一時(shí)間曲線作為其設(shè)定的邊界條件對(duì)恒壓過程進(jìn)行了內(nèi)部流場(chǎng)模擬，并采用中心截面法和過流斷面診斷法對(duì)恒壓過程進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，隨著PID恒壓調(diào)節(jié)的進(jìn)行，水泵內(nèi)部流場(chǎng)也隨著出口壓力的變化呈現(xiàn)出相應(yīng)的壓力變化;通過采用過流斷面診斷法對(duì)各個(gè)過流斷面進(jìn)行的總壓流分析可為水泵的PID參數(shù)的選