水泵恒壓控制PID整定參數預測及調速過程內流分析.pdf

1、本文系國家科技支撐計劃項目“典型工業(yè)流程泵輸送系統關鍵技術及運行節(jié)能策略”(編號:2011BAF14B02)的部分研究內容。
　　 水泵是一種面大量廣的通用型機械設備，其耗電量占全國電能總消耗量的21％，被列入國家中長期節(jié)能規(guī)劃，因此，對其進行節(jié)能降耗研究是勢在必行的任務。目前，采用PID控制器對水泵系統進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節(jié)點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。

2、但對其進行恒壓控制時，PID參數的整定大都還是通過現場調試等經驗手段來完成，而對于復雜水泵系統，傳統的辦法將不能適應，因此，需要研究一種能預測PID參數的仿真方法。
　　 本文采用模擬仿真的方法找出水泵恒壓調節(jié)過程中PID的三個控制參數，并通過實驗系統驗證這種方法的可行性。主要研究內容如下:
　　 1、采用Flowmaster流體系統仿真軟件建立了與實驗系統相對應的水泵系統模型，并通過軟件模擬閥門的開關及水泵轉速的變化，

3、確定了水泵系統恒壓控制的恒壓線。
　　 2、通過在Flowmaster模型上添加PID控制器的方法，找出了在其平臺上基于臨界比例度法和基于Z-NPID參數整定法的PID參數值，并對這兩組整定的PID值進行了模擬仿真。結果顯示，基于Z-NPID參數整定法整定出的PID參數在仿真實驗中的表現要優(yōu)于臨界比例度參數整定法所整定的參數。
　　 3、對水泵系統恒壓控制進行了試驗驗證，結果表明基于Flowmaster平臺所整定出的PI

4、D參數能很好的應用于試驗中。
　　 4、采用ANSYSCFX流體系統仿真及分析軟件將Flowmater模擬出的水泵恒壓控制過程中的出口壓力一時間曲線和轉速一時間曲線作為其設定的邊界條件對恒壓過程進行了內部流場模擬，并采用中心截面法和過流斷面診斷法對恒壓過程進行分析。結果顯示，隨著PID恒壓調節(jié)的進行，水泵內部流場也隨著出口壓力的變化呈現出相應的壓力變化;通過采用過流斷面診斷法對各個過流斷面進行的總壓流分析可為水泵的PID參數的選