燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的建模與仿真研究.pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的建模與仿真研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：唐麗麗指導(dǎo)教師：王廣軍教授專業(yè)：動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院二OO八年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組具有效率高、啟動(dòng)快、建造周期短、投資省、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，符合能源行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求，在我國(guó)電力工業(yè)中的應(yīng)用不斷得到加強(qiáng)。但是，由于燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組具有高度非線性，它的實(shí)際工作過程不易被人們掌握。為了解決這一問題，通過建立燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組

2、的仿真模型可以預(yù)測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、研究機(jī)組設(shè)計(jì)和運(yùn)行中存在的問題，具有重要意義。本文以單軸燃?xì)廨啓C(jī)為研究對(duì)象，進(jìn)行建模仿真研究。在分析機(jī)組結(jié)構(gòu)和特性的基礎(chǔ)上，建立了燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的仿真模型，并對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真研究。主要內(nèi)容如下：①建立了燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，包括壓氣機(jī)、燃燒室、燃?xì)馔钙?、轉(zhuǎn)子四個(gè)典型部件的數(shù)學(xué)模型。壓氣機(jī)的建模采用模糊辨識(shí)的方法對(duì)壓氣機(jī)的特性曲線進(jìn)行擬合辨識(shí)。燃燒室的數(shù)學(xué)模型根據(jù)燃燒室內(nèi)的物質(zhì)平衡、熱平衡和壓力

3、平衡來(lái)建立。透平模型根據(jù)氣體實(shí)際膨脹過程的熱力學(xué)原理進(jìn)行建模。另外，燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型中還考慮到了負(fù)荷類型的選取，冷卻空氣量以及機(jī)械損失的計(jì)算。②由于壓氣機(jī)特殊的背景、工作條件和其特性的高度非線性，使得壓氣機(jī)特性對(duì)象在許多情況下很難用精確的數(shù)學(xué)模型來(lái)表達(dá)。本文通過熵聚類和競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)算法確定輸入數(shù)據(jù)向量的分區(qū)情況，以最小二乘法辨識(shí)算法、模糊規(guī)則模型對(duì)輸入?yún)?shù)進(jìn)行計(jì)算和辨識(shí)。該方法辨識(shí)的模型不但精度高而且為局部線性的數(shù)學(xué)模型，使壓氣機(jī)特性圖

4、的擬合方法得以簡(jiǎn)化，方法實(shí)用。③在燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了燃料量階躍擾動(dòng)、負(fù)荷階躍擾動(dòng)、入口導(dǎo)葉開度階躍擾動(dòng)和入口溫度階躍擾動(dòng)仿真試驗(yàn)，對(duì)模型在各種階躍擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了分析。并分析了模型在控制作用下負(fù)荷階躍擾動(dòng)、入口導(dǎo)葉開度階躍擾動(dòng)及入口溫度階躍擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性，初步驗(yàn)證了仿真模型的有效性。另外，本文所建立的仿真模型，還考慮了不同燃料成分決定的燃?xì)忪手岛蜏囟鹊年P(guān)系不同，建立了根據(jù)燃料成分計(jì)算燃?xì)忪手岛蜏囟汝P(guān)系的子程序。所以，