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        《沈陽工業大學》 2019年
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        原油輸送過程溫控PID調節方法的電學模擬研究

        高任宏  
        【摘要】:在原油輸送過程中,溫度能夠直接影響輸送的效率,以及原油輸送的安全性。對于原油輸送過程中的溫度控制,改善溫度控制效果PID調節參數整定是有效方法之一。傳統的PID參數整定主要有經驗法以及PID自整定。這兩種方法由于是依據控制效果來整定PID參數,不能滿足原油輸送過程對溫度控制的要求。為保證原油輸送過程中,不揮發且有很好的流動性要求溫度控制穩定,且變化波動范圍小。本文以一種系統模擬的思想,溫度控制PID調節和電學RLC串聯諧振回路有相同的微分方程,通過對比方程,找到兩個系統與之間的對應關系。通過對電學系統的分析,模擬預知溫度控制PID調節系統在不同參數下的溫度控制性能指標,以滿足原油輸送過程對溫度的要求。在方法方面,本文分別用MATLAB和Altium designer對溫控PID調節系統和電學RLC串聯諧振進行模擬,分別做出溫控PID調節系統和RLC串聯諧振回路響應曲線,并且對比其特征值。在試驗方面,搭建簡易的原油溫控PID調節系統,試驗驗證模擬效果。本文搭建簡易的原油溫控PID調節系統包括:DS18B20溫度傳感器進行溫度采集,STC15W4K58S4單片機為主控芯片完成PID調節及運算及PWM輸出,BAT08-600可控硅和MOC3041光耦為過零切換開關,1KW加熱器對1L原油進行加熱。在數據采集方面,采用MATLAB GUI完成原油溫控數據采集平臺人機界面及串行數據通信,實時采集下位機數據,繪制溫度及PID曲線,并且實時顯示下位機的各項參數,同時原油溫控數據采集平臺可以向下位機發送各項參數及命令對下位機進行控制,從而實現原油溫控數據采集平臺與下位機之間雙向通信。在實驗環節中,首先通過電學RLC串聯諧振得到仿真波形與數據,通過電學的各項參數來間接求得原油溫控系統的各項參數,將參數通過原油溫控數據采集平臺發送給下位機,進行實驗最終得到實驗結果。分析了溫控PID調節系統和電學RLC串聯諧振參數模擬對應關系,從而間接得到原油溫控系統的各項參數,通過搭建簡易的溫控PID調節系統驗證了電學RLC串聯諧振模擬的可行性,進行了原油溫控PID調節系統的PI調節試驗,驗證了有過沖和零過沖溫控試驗系統的各項性能指標。
        【學位授予單位】:沈陽工業大學
        【學位級別】:碩士
        【學位授予年份】:2019
        【分類號】:TP273;TE83

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