过程控制课程设计--工业被控过程建模与控制器参数的工程整定

过程控制的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握其核心原理；2. 使学生能够运用所学知识，分析并解决实际过程中的控制问题；3. 引导学生了解过程控制在不同领域的应用，拓展知识视野。

技能目标：1. 培养学生运用数学模型描述实际过程的能力；2. 提高学生设计简单过程控制系统并进行仿真实验的能力；3. 培养学生运用现代工具对过程控制问题进行分析和解决的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制学科的兴趣和热情，激发求知欲；2. 引导学生树立正确的工程观念，认识到过程控制在国民经济发展中的重要作用；3. 培养学生的团队合作意识和严谨的科学态度，提高责任感。

课程性质：本课程为应用性较强的学科，旨在培养学生的实际操作能力和创新精神。

学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调在实际问题中发现、分析、解决问题的能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识内化为具体的学习成果，为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 过程控制基本概念：控制系统组成、开环与闭环控制、控制系统的性能指标；2. 数学模型描述：传递函数、状态空间表示、线性系统的特性；3. 过程控制原理：PID控制算法、超前-滞后校正、串并行控制；4. 过程控制系统设计：系统建模、控制器设计、系统仿真；5. 过程控制应用案例分析：工业生产过程、生物医学工程、环境监测等领域的应用实例；6. 现代过程控制技术：智能控制、网络控制、大数据在过程控制中的应用。

教学大纲安排：第一周：过程控制基本概念及性能指标；第二周：数学模型描述及传递函数；第三周：过程控制原理及PID控制算法；第四周：过程控制系统设计及建模；第五周：过程控制应用案例分析；第六周：现代过程控制技术及其发展趋势。

教学内容与教材关联性：教学内容紧密结合教材章节，涵盖教材中过程控制的核心知识，注重理论与实践相结合，以提高学生的实际应用能力。

过程控制 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握其原理和分类。

2. 使学生掌握过程控制系统中常用的数学模型及其应用。

3. 引导学生了解过程控制系统的设计方法和步骤。

技能目标：1. 培养学生运用数学模型分析和解决过程控制问题的能力。

2. 培养学生设计简单过程控制系统的能力，能根据实际需求选择合适的控制策略。

3. 提高学生运用现代工具（如计算机软件）进行过程控制系统仿真的技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制学科的兴趣和热情，激发他们探索未知、勇于创新的科学精神。

2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会与他人共同分析问题、解决问题。

3. 引导学生认识到过程控制在工业生产、环境保护等领域的重要作用，增强他们的社会责任感和使命感。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在让学生掌握过程控制的基本知识和技能，培养他们解决实际问题的能力。

通过课程学习，学生将能够：1. 理论联系实际，运用所学知识分析、解决过程控制问题。

2. 掌握过程控制系统的设计方法和步骤，具备一定的控制系统设计能力。

3. 提高自身的科学素养，培养良好的团队合作精神和创新意识。

4. 关注过程控制在社会生产中的应用，为我国工业发展和环境保护做出贡献。

二、教学内容1. 过程控制基本概念：包括过程控制定义、分类、发展历程及其在工业中的应用。

教材章节：第一章 绪论2. 过程控制系统数学模型：介绍控制系统的传递函数、状态空间表达式、方块图及其相互转换。

教材章节：第二章 数学模型3. 过程控制策略：讲解比例、积分、微分控制规律，以及串级、比值、前馈等复合控制策略。

教材章节：第三章 控制策略4. 过程控制系统设计方法：阐述控制系统的设计原则、步骤和方法，包括稳定性分析、性能指标和控制器设计。

教材章节：第四章 系统设计与分析5. 过程控制系统仿真：介绍过程控制系统仿真软件及其应用，通过实例演示仿真过程。

教材章节：第五章 系统仿真与实现6. 过程控制案例分析：分析典型过程控制系统的实际问题，探讨解决方案。

过程控制工程课程设计介绍过程控制工程是现代工程领域中的一个重要学科，致力于研究与控制工业过程的设计、建模、分析及优化。

在这门课程设计中，我们将学习如何使用各种控制策略来控制和优化工业过程。

设计目的本课程设计旨在通过实际案例分析和仿真实验，培养学生的过程控制能力。

通过设计一个实际工业过程的控制方案，学生将能够应用所学的知识和技能，解决实际问题，提高工程实践能力。

设计内容设计内容包括以下几个方面：1.过程控制系统的建模：通过对目标工业过程进行建模，学生将了解该过程的运行原理和特点，并能够将其抽象为一个数学模型，以便后续的控制系统设计。

2.控制系统设计：根据过程控制系统的模型，学生将设计一个合适的控制策略，以实现对目标过程的控制。

控制策略可以包括PID控制器、模糊控制器、预测控制器等。

3.控制系统仿真：通过使用仿真软件，学生将实现对设计的控制系统的仿真。

通过对仿真结果的分析，学生可以评估控制系统的性能，并对其进行优化。

4.控制系统实现：在仿真结果满足要求后，学生将根据设计的控制方案，实现一个真实的控制系统。

学生需要选择合适的硬件设备，并编写相应的控制程序来实现对目标工业过程的控制。

设计步骤1.确定课程设计的工业过程：学生可以选择一个自己感兴趣的工业过程作为课程设计的对象。

该过程可以是任何能够体现过程控制的工业过程，例如温度控制系统、流量控制系统等。

2.过程建模：学生需要对选择的工业过程进行建模，包括建立数学模型和参数估计。

可以使用传统的物理建模方法，如质量平衡、能量平衡等，也可以利用系统辨识方法进行建模。

3.控制系统设计：根据过程模型，学生需要选择适当的控制策略并进行控制器参数的优化。

学生可以使用MATLAB、Simulink 等软件工具来辅助控制系统设计。

4.控制系统仿真：学生需要将设计的控制系统进行仿真，以评估其性能。

学生可以使用Simulink等软件工具进行仿真实验，并分析仿真结果。

5.控制系统实现：在仿真结果满足要求后，学生需要选择合适的硬件设备，并编写控制程序，实现对工业过程的控制。

一、课程设计题目：给定被控对象参数,选择PID控制器比例系数KP,积分时间Ti ,微分时间Td ,使被控对象在输入出现扰动的情况下能够达到既定要求的控制曲线;二、课题分析：1、控制系统的参数整定可分为理论计算法和工程整定法,理论计算方法是基于一定的性能指标,结合组成系统各环节的动态特性,通过理论计算求得控制器的动态参数设定值,这种方法比较复杂繁琐,使用不方便,因此一般仅作参考,而工程整定法则是源于理论分析,结合实验,工程实际经验等一套工程上的方法,较为简单,易掌握;2、要求：1通过参数整定选择合适的参数,首先要保证系统稳定,这是最基本的要求;2在热工生产过程中,通常要求控制系统有一定的稳定裕度,即要求过程有一定的衰减比,一般要求4：1~10：13在保证稳定的前提下,要求控制过程有一定的快速性和准确性,所谓准确性就是要求控制过程的动态偏差和稳态偏差尽量小,而快速性就是要求控制过程的时间尽可能短;图1单回路控制系统组成原理方框图根据图1的原理图,我们可以将整个单回路控制系统简化为图2的系统方框图;图2图中Gcs 为控制器传递函数,可以用下图3所示的PID 控制器结构图表示; 上图为典型的PID 控制系统结构图;在PID 调节器的作用下,对误差信号分别进行比例、微分、积分组合控制,调节器的输出作为被控对象的输入控制量; PID 控制算法的模拟表达式为：相应的传递函数为：式中 Kp 为比例系数 ； Ti 为积分时间常数； Td 为微分时间常数; 在传统的PID 调节器中,确定KP 、Ti 、Td 3个参数的值,是对系统进行控制的关键,因此,在控制最主要的问题是参数的整定问题,在PID 参数进行整定时,若是理论方法确定PID 参数当然是最为理想的,但实际应用中,更多的是通过试凑来确定PID 的参数;而利用matlab 强大的仿真工具箱的功能,可以方便的解决整定的问题; 三、PID 控制分析; 假设被控对象参数为 )2(2+S SP 控制作用分析 ;设Td=0 ,Ti=∞ ,Kp=3~4 ;输入信号为阶跃函数,根据结构图,进行matlab 程序仿真如下：%P 控制作用程序运行M 文件可得到如下图形：比例积分控制作用分析设Kp=3,讨论Ti =2~6 时对系统阶跃响应曲线的影响 %比例积分控制作用程序 运行程序后得到下图：比例积分微分控制作用分析设Kp=3,Ti=4,讨论Td=~时对系统阶跃响应曲线的影响; %比例积分微分作用程序 运行程序得下结果： 初步分析得到下列结论：1、增大比例系数Kp 将加快系统的响应,有利于减小静差,但是过大会使系统有较大的超调,使稳定性变坏,Kp 取值过小,会使系统的动作缓慢;2、增大积分时间常数Ti 有利于减小超调,减小振荡,使系统的稳定性增加,但系统静差消除时间变长,若Ti 过小,系统的稳态误差将难以消除,导致系统不稳定;3、增大微分时间Td 有利于加快系统的响应速度,使系统超调量减小,稳定性增加,但是Td 不能过大,实际系统无法达到要求上诉设计是理想的微分模型,所以如果实际的微分模型在Td 过大时会使超调量增加,调节时间变长,若Td 过小,同样超调量也增加,调节时间也较长;四、Ziegler —Nichols 整定方法;在实际的过程控制系统中,如果数据时通过阶跃响应来获得的,且多数控制系统可以由公式Gs= e -s1τ+TS K 来近似表示,我们可以由表一中给出的经验公式来设计PID 控制器,如果数据是通过频域响应获得的,先画出其对应的Nyquist 曲线,可以得到系统的剪切频率Wc 和极限增益KC,同样,可以有表一给出的经验公式获得PID 控制器的参数;表一1 设想对被控对象开环系统施加一个阶跃信号,通过实验方法,测出其相应信号,如下图所示,则输出信号可由图中的形状近似确定参数K 静态放大系数,τl 滞后时间,和Tm 时间常数,获得上述参数后就可以根据表一得出控制器的参数;ι图6.7图6.8图中L 表示τ ,Tm 表示T ;举例：某个控制系统的对象参数为：Gs=s-e 1s 151τ+ ,求取其P 、PI 、PID 控制的响应曲线; Matlab 程序如下： K=1; T=15; tao=5;num0=1;den0=15 1;num1,den1=padetao,3; %生成纯延迟环节的3阶近似传递函数模型num=convnum0,num1;den=convden0,den1;G=tfnum,den; %生成开环传递函数s=tf's'; %定义拉普拉斯变量因子%P控制其设计PKp=T/Ktao;GK1=PKpG;sys1=feedbackGK1,1,-1;stepsys1,'k' %求p控制作用下系统单位阶跃响应,线形为黑色连线gtext'P'pausehold on%PI控制器设计PIKp=T/Ktao;PITi=3tao;Gc2=PIKp1+1/PITis;GK2=Gc2G;sys2=feedbackGK2,1,-1;stepsys2,'b--' %求PI控制作用下系统单位阶跃响应,形为蓝色虚线gtext'PI'pausehold on%PID控制器设计PIDKp=T/Ktao;PIDTi=2tao;PIDTd=tao;Gc3=PIKp1+1/PITis+PIDTds; GK3=Gc3G;sys3=feedbackGK3,1,-1;stepsys3,'r-' %求PID 控制作用下系统单位阶跃响应,线形为红色实线 title'P , PI , PID 控制单位阶跃响应' xlabel'时间'ylabel'幅值',grid,gtext'PID'得到如下图形：结论：通过图形,我们可以清楚的看出,采用PID 控制可以快速、准确、稳定的对输入的阶跃信号进行控制;所以通过Ziegler —Nichols 整定方法我们可以得到较好的控制曲线,符合课设要求;五、通过matlab 中的simulink 来进行系统的参数整定;利用simulink 进行参数整定更加的有效,而且方便快速; 首先进行PID 控制器的设计;1通过模块的拖拽构成典型的PID 控制器;如下所示2然后进行封装子系统,单击simulink 的library 窗口中的Edit>Creat Subsystem,便产生了子系统;如下图所示; 3进行封装;4PID 控制器子系统构成,可以对其进行操作; 举例：对GS=)3)(2)(1(6+++S S S 对象进行参数整定;按照单回路系统方框图,我们可以再simulink 中绘制出相应的闭环回路图形,如下图所示;我们通过“临界比例带法”对其进行参数整定; 1设TI 和TD 都为零,调节KP 使其产生等幅振荡; 当取比例系数为10时得到等幅振荡;如下图：2根据图形可以得到比例带δ和系统的临界振荡周期T;根据表二可以得到相应的PID参数;表二3由上表可知P控制时,Kp=5,将“Kp”的值设置为5后,仿真运行双击“Scope”得到下图：根据图形我们可以清楚的看到P控制的特点：1、动作快 ;2、有差控制 ; 4由表二可知,PI控制时,比例系数为Kp= ,积分时间常数Ti= ,运行仿真后得到如下图形：同样我们可以看到PI控制的特点,既在消除了静态误差的同时,增加了调节时间,所以是在改善静态品质的同时却恶化了动态品质,使过度过程的振荡加剧,甚至造成系统不稳定;5由表二可知,PID控制时,Kp= ,Ti=1 ,Td= ,运行仿真得到下图：根据上图中的数据,初步估算出衰减比为8：1 ,符合参数整定的稳定、准确、快速的要求,基本达到了工程控制需求;参考文献：MATLAB R2008控制系统动态仿真谢仕宏编化学工业出版社过程控制系统的matlab仿真刘文定、王东林编着机械工业出版社控制系统计算机辅助设计—matlab语言与应用薛定宇清华大学出版社辅助控制系统设计与仿真飞思科技产品研发中心电子工业出版社火电厂热工自动控制技术及应用刘禾、白焰、李新利中国电力出版社过程控制工程及仿真基于matlab/simulink 郭阳宽、王正林电子工业出版社总结：通过这此课程设计,我学会了如果进行控制系统的单回路参数整定,如何设计控制器来满足要求,我还掌握了matlab软件在工程上的应用,尤其是在控制领域的应用,学会了利用matlab中的simulink软件来模拟仿真控制系统;这次课程设计不仅使我对课堂所学的知识有了更加深入的了解,而且还将书本上的知识在工程上加以应用,使我对过程控制这门课有了一个更加全面的认识.此次设计利用了Ziegler—Nichols的整定方法和临界比例带法,能够对一些控制对象进行基本的PID整定;但是此次设计只能是较为基础的整定,不能达到更加“界面化”的程度,根据了解和学习,还可以使用matlab中的GUIDE来编写GUI交互界面,这样可以使整个参数整定过程更加的容易、清晰,达到整个过程“界面化”的程度;由于时间问题,所以不能够进行更加深入的学习;这也是此次课程设计的不足之处;。

过程控制工程第二版课程设计一、课程介绍《过程控制工程》是一门介绍过程控制，包括过程控制系统、控制基础、控制策略及过程控制器等方面的基础课程。

本课程旨在培养学生的过程控制能力和技能，为实际工程应用奠定基础。

本门课程会要求学生利用所学知识进行一个较为完整的过程控制工程项目设计，内容包括项目选题、方案拟定、建模与仿真、实现过程控制、系统调试、计算与分析。

以下是本次实践课程的课程设计内容。

二、课程设计内容该课程设计内容包括以下五个部分：1. 项目选题及方案拟定学生需要选择一个具有实际应用场景的过程控制工程项目，并进行方案拟定。

在进行项目的方案拟定时，需要考虑以下几个方面：•项目的目的和意义•系统的设计原则•系统的输入输出和构成•控制模型的设计方法和选择策略•控制系统的安全性和可靠性2. 建模与仿真在完成项目选题及方案拟定后，学生需要进行建模与仿真。

建模与仿真是实际工程应用的有效工具，可以通过仿真技术对工程系统进行预测和分析。

3. 实现过程控制学生需要利用所学的控制理论和方法，实现对选定的工程系统的过程控制。

在实现过程控制时，需要考虑以下几个方面：•控制器的选择和配置•控制参数的确定•控制策略的实现4. 系统调试在完成过程控制的实现后，学生需要进行系统调试。

系统调试是将控制器安装和配置好的过程，需要进行系统的设备检查和控制策略的调整。

5. 计算与分析完成过程控制的实现和系统调试后，学生需要对控制系统进行计算与分析，以验证系统的效果。

计算与分析是对系统进行科学研究和优化的方法，可以检测系统的可行性和性能。

三、考核方式本次课程设计的考核方式包括以下两个方面：1. 实验报告学生需要按照课程设计的要求，完成一个较为完整的过程控制工程项目设计，并撰写实验报告。

实验报告中，需要包括实验目的、程序编写、数据记录及分析、结果分析和结论等几个部分。

2. 现场答辩学生需要在课程实验现场进行现场答辩，回答教师提出的问题，展示所设计的过程控制工程系统的实际效果。

工业过程控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解工业过程控制的基本概念、原理和方法；2. 掌握工业过程控制系统中常见设备的结构与功能；3. 学会分析工业过程控制系统的性能和稳定性；4. 了解工业过程控制技术在现代工业中的应用和发展趋势。

技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的工业过程控制系统；2. 能够运用相关软件对工业过程控制系统进行模拟与优化；3. 能够对工业过程控制系统进行故障分析及处理；4. 能够撰写关于工业过程控制的设计报告和论文。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对工业过程控制技术的兴趣和热情；2. 增强学生的团队合作意识和责任感；3. 培养学生严谨、务实的科学态度和刻苦钻研的精神；4. 引导学生关注工业过程控制技术对环境保护和社会发展的意义。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在培养学生掌握工业过程控制的基本理论、方法和技术，提高学生的实际操作能力和创新能力。

学生特点：高年级学生，具有一定的工业过程控制理论基础，对实际操作和案例分析感兴趣，具备一定的自主学习能力。

教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养学生的实践能力和创新精神。

通过课程学习，使学生能够达到上述知识、技能和情感态度价值观目标，为将来从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 工业过程控制基本概念与原理- 控制系统的定义、分类及性能指标- 控制系统的数学模型- 控制系统的稳定性分析2. 工业过程控制设备及其功能- 检测仪表、执行器和控制器的基本结构及原理- 常见工业控制设备的选型与应用3. 工业过程控制策略与方法-PID控制原理及参数整定方法-先进控制策略（如模糊控制、神经网络控制等）介绍4. 工业过程控制系统的设计与实施- 控制系统的设计步骤与方法- 控制系统的仿真与优化- 控制系统在现场的实施与调试5. 工业过程控制案例分析- 典型工业过程控制系统的案例分析- 故障分析与处理方法6. 工业过程控制技术的发展趋势- 工业互联网、大数据等新兴技术在工业过程控制中的应用- 绿色制造与智能制造背景下工业过程控制技术的发展方向教学内容安排与进度：第1-2周：工业过程控制基本概念与原理第3-4周：工业过程控制设备及其功能第5-6周：工业过程控制策略与方法第7-8周：工业过程控制系统的设计与实施第9-10周：工业过程控制案例分析及发展趋势教材章节及内容关联：教学内容与教材章节紧密关联，涵盖教材第1章至第5章的主要内容，同时结合实际案例分析，使学生能够将理论知识与实际应用相结合。

工业过程控制中的PID控制器设计与参数调整在工业生产过程中，控制系统起着至关重要的作用，PID （比例-积分-微分）控制器是一种常用的控制器，广泛应用于工业过程控制中。

PID控制器通过对目标系统的测量信号进行反馈，根据误差信号来调整输出信号，使得目标系统的输出尽可能接近设定值。

PID控制器由三部分组成：比例（P）部分、积分（I）部分和微分（D）部分。

比例部分通过测量信号的误差与设定值之间的差异来调整控制器的输出，使得误差减小。

积分部分则根据误差的累积来调整输出，使得系统恢复到设定值附近的状态。

微分部分根据误差的变化率来调整输出，以提高系统的响应速度和稳定性。

在PID控制器的设计和参数调整过程中，首先需要确定控制目标和设定值。

对于工业过程控制，目标通常是将系统的输出控制在一个设定值附近，以实现稳定的工艺生产。

因此设定值的选择非常重要，应该根据具体的工业过程的要求和特点来确定。

接下来是PID控制器的参数设计和调整。

PID控制器的参数包括比例系数（Kp）、积分时间（Ti）和微分时间（Td）。

这些参数的选择和调整需要根据具体的工业过程的特点和要求来进行。

一般来说，参数的选择应该综合考虑系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力。

在实际应用中，常用的方法包括根据经验和试错法进行参数调整，或者使用先进的自动调参算法。

经验和试错法可以通过手动调整参数的方式来找到较好的控制效果。

这种方法需要有丰富的经验和对系统特性的深入理解。

自动调参算法则可以根据系统的数学模型和实时测量数据来自动调整参数，以实现最优的控制效果。

这些算法包括遗传算法、模糊控制等，可以大大提高参数调整的效率和精度。

在进行PID控制器的参数调整时，应注意以下几点：1. 首先要保证系统的稳定性和抗干扰能力。

比例系数的选择应适当增大，使得系统对于误差信号的响应更敏感，但也要注意不要过大，避免引起振荡和不稳定。

2. 积分时间的选择应与系统的响应时间相匹配。

较大的积分时间可以增加系统的稳定性和抗干扰能力，但也会导致响应时间变慢。

过程控制工程课程设计(doc 15页)（二）先修课程要求熟悉控制原理、检测仪表、控制仪表、过程控制工程、集散控制系统等课程的专业知识，掌握控制系统设计的基本原理，掌握控制系统工程制图的原理、方法，熟悉带控制点的工艺流程图，熟悉各控制设备的操作要领，具备综合应用所学基础理论和专业知识解决控制工程中一般技术问题的能力；具有独立完成控制工程项目设计的初步能力。

（三）编写规范写出不少于5000字的课程设计说明书。

说明书中除了在封面应有题目、班级、姓名、学号和课程设计日期、地点以外，其正文一般有如下几个方面的内容：1)学生要认真复习教材，阅读有关规范、设计手册等资料，独立按时完成任务；2)设计工艺流程和要求的简单说明；3)装置原有控制回路和重要控制策略介绍；4)确定控制方案，利用组态软件进行组态仿真设计的过程5)控制参数调整步骤和方法；6)仪表的选型，编写有关的仪表信息设计文件。

课程设计成绩四、课程设计内容（包括：现场的实际过程控制策略、以及相应的组态软件介绍，针对具体被控对象，设计4-5个简单回路和至少包含一个复杂控制系统的控制策略，并利用组态软件进行动态仿真设计，调节系统控制参数，使控制系统达到要求的控制效果，写出设计说明书。

设计说明书包括：设计思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等步骤做出说明，并对所完成的设计做出评价，总结整个设计工作中经验教训和收获。

）过程控制工程课程设计报告书“过程控制工程课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分，通过对扬子石化实际丁二烯车间生产流程的认识、控制方案的选择以及现场工程图纸的绘制等基础设计的学习，培养了自己理论与实践相结合能力、工程设计能力和创新能力。

过程控制系统设计是为实现生产过程自动化，应用图纸资料和文字资料来表达设计思想和工程实现方法。

设计大致可以分为两个阶段：设计前期工作和设计工作。

在设计前期工作中，要查阅一些现场生产技术资料，这主要以我们在扬子石化生产实习时所搜集的一些资料为主，同时还要根据具体情况确定自己想要实现的自动控制范围，进而再对被控对象动态特性进行分析，确定控制系统的被调量和调节量，确定控制质量指标和报警设限，最后根据对现场安全等方面因素的考虑，提出仪表选型原则，包括现场测量、检测变送、调节以及执行仪表的选型。

《过程控制》课程设计任务书一、目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。

通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。

二、主要内容1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图；2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID图）；3．根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）；4．对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定；5．编写设计说明书。

三、进度计划序号设计(实验)内容完成时间备注1 下达任务，查找资料周一、周二周二、周三2 制定控制方案，绘制控制系统SAMA图3 仿真试验、撰写设计说明周三、周四4 答辩周五四、设计（实验）成果要求1．绘制所设计热工控制系统的的SAMA图；2．根据已给对象，用MATABL进行控制系统仿真整定，并打印整定效果曲线；3．撰写设计报告五、考核方式提交设计报告及答辩学生姓名：指导教师：年月日送引风控制系统设计一．控制系统的基本任务和要求（1）保证燃烧过程的经济性；——送风控制 （2）维持炉膛压力稳定； ——引风控制为了使锅炉适应负荷的变化，必须同时改变送风量和燃料量。

送风控制系统的最终任务是达到最高的锅炉热效率。

负压控制系统的任务在于调节烟道吸风机导叶开度以改变引风量，维持炉膛负压一定。

二．被控对象动态特性分析要了解燃烧过程的动态特性主要是弄清楚气压对象的动态特性。

主蒸汽要了解燃烧过程的动态特性主要是弄清楚气压对象的动态特性。

主蒸汽压力PT 受到的扰动来源主要有二：其一是燃料量扰动，称为基本扰动或内部扰动。

其二是汽轮机耗气量的扰动，称为外部扰动。

内扰μB 下气压的响应曲线 外扰下主气压PT 的响应曲线2.1 送风控制系统为了使锅炉适应负荷的变化，必须同时改变送风量和燃料量，一般实际送风量要比理论空气量大一些，送风系统的被控对象为炉膛，它是惯性和迟延都比较小的自衡对象。