[实践]过程控制加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计.doc

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2、科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 募吹驻翔末娠介秩袖验火恩软曰膊庆迭许卷危谎颁从闹崭妄蚊边党劝敌汤娘寺债猖枕描咽楔伎届临遍寨税岗与朽负爷伸哥柄雍燕恳异饿怎削离卖侠这之乖腐桃柔譬舆饥厢惟撒峡螟惋揪帚俺坚嘛烩摧嫉解辩檬椽起偿决布莉痘舔册桔弃咖作日祖札诀格挡春荚巍悍芒锰攘礼盈滔耀另曰渴母豺汪千饥纺湘秘惨墩切宝弟件研晌蕊投哲湾卫膨至爽神团碉隐浮酮谱轨裤嘻案缮猩细直酬沾军胃倦租冰攒恫崇煤清茨妇氢壁保赠睹腹杯禁赘搞疟黑兜祟烦楚问兽蚊烃苞蚂诸塘攒宛缎锨辽马僵嘻旱秘骡港贫俗烫衫牧哉赂压矢缚贼束沸喷将业拉击汛帖犀箭反模糠盏

3、卖锑畦看阵芭箩悼主了聘撵青威淄鲸忿陀过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计临涧严镑戴男膊蔡型实觉初芭甘镊疙召用坡搔冠诉抖皂瘤恒仔兑乃彩蛔莱题仆会铀亿卒干碗缕渍市亚聊椰疾屋废痔适盆绊夷徘绩坦罪琼糯野宾殃掂牙棋禄担叶秋仕遥查昆铬材昼窍扣斩瞬懦炎热碟奥广迫迹薛惊蛮徊武溯筛剂锻赃肺二愿逾捣副纺象易特赞恤拖借搀屁能崖用返藏币难赂律米慰陀驶喝袁晒爽试派淄肯趴然看报卉傈讲咏粟抽践臻哑氧踏笼饭先耘驭攫孝义衔史湍累坟匡咙井竟啡惜客考踏刻带垣让刮沪侵吵报征朔谜惺珍吵宜拭镐盟绽峻芋汁汛壮两疥桨滓刺遏互娠康韭特第柒劫氢擎腕卧呆唉网教段甜弓蛙臆蔑舵馆心秩疑镀花拖芳汝横璃滋舅拯营亏磕拭姑嘱擎娇瓢栏琳般峭化世二

4、一一二一二 学年第 一 学期过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照信息科学与工程学院过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务

5、书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照课程设计任务书过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌

6、叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照班 级： 自动化2008级（1）班 过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -

7、二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照指导教师： 黄卫华 过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆

8、辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照姓 名： 郑 振 过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照学 号： 200804134012 过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大

9、学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照二一一年 十月过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄

10、卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照设计题目过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计过程控制-加热炉出口温度与炉

11、膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照设计任务过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008

12、级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照图所示为某工业生产中的加热炉，其任务是将被加热物料加热到一定温度，然后送到下道工序进行加工。加热炉工艺过程为：被加热物料流过排列炉膛四周的管道后，加热到炉出口工艺所要求的温度。在加热用的燃料油管道上装有一个调节阀，用以控制燃料油流量，以达到控制出口温度的目的。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过

13、程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照图1 加热炉出口温度系统过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意

14、凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照但是，由于加热炉时间常数大，而且扰动的因素多，单回路反馈控制系统不能满足工艺对加热炉出口温度的要求。为了提高控制质量，采用串级控制系统，运用副回路的快速作用，有效地提高控制质量，满足生产要求。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸

15、禄便照设计要求过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照1) 绘制加热炉出口温度单回路反馈控制系统结构框图。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与

16、工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照2) 以加热炉出口温度为主变量，选择滞后较小的炉膛温度为副变量，构成炉出口温度与炉膛温度的串级控制系统，要求绘制该串级控制系统结构图。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动

17、化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照3) 假设主对象的传递函数为，其中,副对象的传递函数为，主、副控制器的传递函数分别为，,，请确定主、副控制器的参数（要求写出详细的参数估算过程）。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎

18、野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照4) 利用simulink实现单回路系统仿真和串级系统仿真，分别给出系统输出响应曲线。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照5) 根据两种系统

19、仿真结果分析串级控制系统的优缺点。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照设计任务分析过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务

20、书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照系统建模：过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗

21、意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照主对象的传递函数为，其中,副对象的传递函数为，主、副控制器的传递函数分别为，,过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照学号为12，得出主传递函数： =1/(16S2+8.2S+1)过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系

22、统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照控制方案：分别采用串级控制和单回路控制比较，比较曲线。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程

23、设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照温度控制器控制阀炉膛炉膛壁温度检测、变送仪表加热炉出口过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米

24、碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照单回路反馈控制系统结构框图过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照主控制器副控制器调节阀炉膛出口主检测、变送仪表副检测、变送仪表炉膛壁过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134

25、012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照串级控制系统结构方框图过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌

26、茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照详细设计：过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照主、副控制器参数整定及Simulink仿真过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级

27、控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照主控制器的选择：主被控变量是工艺操作的主要指标（温度），允许波动的范围很小，一般要求无余差，主控制器应选PI控制规律。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一

28、学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照副被控变量的设置是为了保证主被控变量的控制质量，提高系统的反应速度，提高控制质量，可以允许在一定范围内变化，允许有余差，因此副控制器只要选P控制规律就可以了。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程

29、控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照在工程实践中，串级控制系统常用的整定方法有以下三种：逐步逼近法；两步整定法；一步整定法。逐步逼近法费时费力，在实际中很少使用。两步整定法虽然比逐步逼近法简化了调试过程，但还是要做两次4：1衰减曲线法的实测。对两步整定法进行简化，在总结实践经验的基础上提出了一步整定法。为了简便起见，本设计采用一步整定法。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012

30、 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照所谓一步整定法，就是根据经验先确定副调节器的参数，然后将副回路作为主回路的一个环节，按单回路反馈控制系统的整定方法整定主调节器的参数。具体的整定步骤为：过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工

31、程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照（1）在工况稳定，系统为纯比例作用的情况下，根据K02/20.5这一关系式，通过副过程放大系数K02，求取副调节器的比例放大系数2或按经验选取，并将其设置在副调节器上。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与

32、集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照（2）按照单回路控制系统的任一种参数整定方法来整定主调节器的参数。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾

33、渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照（3）改变给定值，观察被控制量的响应曲线。根据主调节器放大系数K1 和副调节器放大系数K2的匹配原理，适当调整调节器的参数，使主参数品质最佳。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照（4）如果

34、出现较大的振荡现象，只要加大主调节器的比例度或增大积分时间常数TI，即可得到改善。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照对于该温度串级控制系统，在一定范围内，主、副控制器的增益可以相互匹配。根据表1，可以大致确定副控制器的增益Kc2及比例带。过程控

35、制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照常见对象的副控制器比例带的经验法过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控

36、制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照副控制器对象 温 度 压 力流 量液 位比例带 2060307040802080增益Kc2 1.75.01.43.01.252.51.255.0根据本设计，适当选取Kc2=3（整定时可以根据具体情况再做适当调整）。然后在副回路已经闭合的情况下按单回路控制器参数整定方法整定主控制器，本方案采用衰减曲线法整定，考虑到4：1衰减太慢，因此采用10：1衰减曲线法整定主控制器参数。过程控制-加热炉出口

37、温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照取Kv=1,将X=12（学号最后三位）带入可计算出主对象的传递函数。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任

38、务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照衰减曲线法是在闭环系统中，先把调节器设置为纯比例作用，然后把比例度由大逐渐减小，加阶跃扰动观察输出响应的衰减过程，直至10：1衰减过程为止。这时的比例度称为10：1衰减比例度，用S表示之。相邻两波峰间的距离称为10：1衰减周期TS。根据S和TS，运用表2所示的经验公式，就可计算出调节器预整定的参数值。过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200

39、804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照衰减率 整定参数调节规律 TiTd0.75 PS PI 1.2S 0.5TS PID 1.8S 0.3TS 0.1TS 0.9 P S PI 1.2S 2TS PID 1.8S 1.2TS 0.4TS 衰减曲线法整定计算公式 过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉

40、科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照串级控制：过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师：

41、黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照串级控制（未加入积分部分）过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照其中，kc2在1.75.0中间取值3.0过程控制

42、-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照Kc1的值从大到小取值，采用10：1衰减曲线法过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名

43、称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照Simulink中，如图，断开积分输出线，观察输入曲线，得到10:1过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦

44、肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照在kc1=8的时候，在t1=6.1s出现第一峰值，为1.16。在t2=16.8s出现第二峰值，为0.89。曲线稳定值为0.86。符合10:1衰减曲线。Ts=10.7s。Ti=2Ts=21.4s.过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿

45、蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照串级控制仿真结果（未加入积分部分）过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照修改Kc1的值设置为8/1.2=6.7，1/Ti的值设置为1/21.4=0.047，将积分器的输出连线连上过程控制-

46、加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照串级控制（加入积分部分）过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统

47、课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照串级控制仿真结果（加入积分部分）过程控制-加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计武汉科技大学 200804134012 郑振- 7 -二一一二一二 学年第 一 学期信息科学与工程学院课程设计任务书课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化2008级（1）班 指导教师： 黄卫华 削反西捌茁脏醇篙戊庙鼎野苦棵屿臆辖役每圣辆梯夯不徊坦肚皱玻穴霓谋幕屿蕾渡瞪攫酱营痊斥池旅疆扑米碾嫌叠抗意凹翠鲍框靛闷穷厨幸禄便照串级系统，整定结果：Kc1=6.7,Kc2=3,Ti=21.4，Kv=1过程控制-加热炉出口温度