基于PC104总线的凝汽式汽轮机模拟器的设计

摘要

伴随着我国电力工业的迅猛发展，用于发电的凝汽式汽轮机产量也大幅提升，汽轮机控制技术日新月异，而其在真实汽轮机上的调试实验中遇到的调试不便、浪费人力物力等问题却一直存在，所以，设计能够代替真实汽轮机作为被控对象的凝汽式汽轮机模拟器设备具有重要意义。因此，本文在现代电子技术发展的基础上，针对工程的实际需求，设计了凝汽式汽轮机模拟器系统。
　　本文首先基于凝汽式汽轮机的基本结构和系统工作过程，通过对执行机构及凝汽式汽轮机的工作原理分析，本文采用机理建模的方法，建立了滑阀油动机和凝汽式汽轮机的动态数学模型，并以此设计了主调节汽阀阀门开度及汽轮机转速输出的解算算法。其次，以盛博公司的PC104主板为硬件平台，以VxWorks6.8作为其软件开发环境，在其上运行以 Qt作为开发工具的人机操作界面，该人机界面作为模拟器系统的主控制器，由其底层程序完成算法解算任务，并完成模拟器运行时所需的参数配置及状态显示等。另外，本文设计了信号采集卡，通过PC104总线与主板连接，作为模拟器控制信号输入及运行状态信号输出的通道，与汽轮机控制器进行通信，采用现场可编程门阵列完成其时序逻辑电路设计。最后，在硬件电路的基础上，完成了模拟器的软件设计，并通过对主调节汽阀阀位控制信号采集、转速输出、阀门流量或压力传感器输出等电路的功能调试及系统联调，验证了该凝汽式汽轮机模拟器系统设计达到了预期效果，并具有较高的综合性能。

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第1章 绪论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 国内外发展现状

1.3 论文主要研究内容

第2章 系统设计方案

2.1 模拟器总体结构和组成

2.2 模拟对象数学模型的建立

2.3 模拟器总体方案设计

2.4 本章小结

第3章 硬件电路设计

3.1 系统硬件总体结构框图

3.2 PC104主板介绍及与信号采集卡的总线连接

3.3 信号采集卡设计

3.4 本章小结

第4章 系统软件设计

4.1 信号采集卡各通道控制逻辑设计

4.2 任务调度过程设计

4.3 模拟器内部算法设计

4.4 本章小结

第5章 模拟器人机界面设计与系统调试

5.1 人机界面开发环境搭建

5.2 系统人机界面设计

5.3 系统调试

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢