二○一二～二○一三 学年第 一 学期 信息科学与工程学院 课程设计报告书 课程名称： 过程控制与集散系统课程设计 班 级： 自动化 2009 级（2）班 学 号： ___ 200904134064 姓 名： 指导教师： 二○一二年 十一月 加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计 一、 设计任务 图１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
被加热物料燃料T1支路1支路2炉膛出口 图 1加热炉出口温度系统 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
二、 设计要求 1) 绘制加热炉出口温度单回路反馈控制系统结构框图
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
3) 假设主对象的传递函数为ᵃᵅ1(ᵆ) =1(5ᵆ+1)(ᵄᵆ+1)，其中ᵄ = 10 + (学号后三位−80) ∗ 0
1，副对象的传递函数为ᵃᵅ2(ᵆ) =1ᵆ+1，主、副控制器的传递函数分别为ᵃᵅ1(ᵆ) = ᵃᵅ1(1 + 1ᵄᵃᵆ)，ᵃᵅ2(ᵆ) = ᵃᵅ2，ᵃᵆ(ᵆ) = ᵃᵆ，ᵃᵅ 1(ᵆ) = ᵃᵅ 2(ᵆ) = 1，请确定主、副控制器的参数（要求写出详细的参数估算过程）
4) 利用ᵆᵆᵆᵆᵆᵆᵆᵆ 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
5) 根据两种系统仿真结果分析串级控制系统的优缺点
三、 设计任务分析 1
