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目录第1章正文格式说明 11.1 论文格式基本要求 11.2 论文页眉页脚的编排 11.3 论文正文格式 11.4 章节标题格式 21.5 各章之间的分隔符设置 2第2章图表及公式的格式说明 32.1 图的格式说明 32.1.1 图的格式示例 32.1.2 图的格式描述 32.2 表的格式说明 42.2.1 表的格式示例 42.2.2 表的格式描述 52.3 公式的格式说明 52.3.1 公式的格式示例 52.3.2 公式的格式描述 52.4 参考文献的格式说明 62.4.1 参考文献在正文中引用的示例 62.4.2 参考文献在正文中引用的书写格式 62.4.3 参考文献的书写格式 62.4.4 参考文献的书写格式示例 72.5量和单位 7第3章结论 8参考文献 9致谢 10第1章正文格式说明“正文”不可省略。
正文是毕业论文的主体。
撰写内容可因研究课题性质而不同，一般可包括：理论分析和论述、设计与计算方法、建模与仿真计算、实验装置和测试方法、经过整理加工的实验结果分析讨论、与理论计算结果的比较，本研究方法与已有研究方法的比较等。
1.1 论文格式基本要求论文格式基本要求：(1 纸型：A4纸；(2 页边距：上3.8cm，下3.8cm，左3.2cm、右3.2cm；(3 页眉：2.8cm，页脚：3cm，左侧装订。
(4 字体：正文全部宋体、小四；(5 行距：正文全文行间距固定值20pt。
1.2 论文页眉页脚的编排一律用阿拉伯数字连续编页码。
页码应由正文开始，作为第1页。
摘要、Abstract、目录等前置部分单独编排页码。
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过控课程设计乙苯一、教学目标本章节的教学目标为：1.知识目标：学生能够理解乙苯的性质、制备方法和应用场景；掌握乙苯过控的基本原理和操作步骤。
2.技能目标：学生能够运用乙苯过控的原理和操作步骤，解决实际生产中遇到的问题；能够使用相关仪器和设备进行乙苯过控实验。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到乙苯过控在化工生产中的重要性，培养对化工行业的兴趣和责任感。
二、教学内容本章节的教学内容为：1.乙苯的性质：介绍乙苯的结构、物理性质和化学性质。
2.乙苯的制备方法：讲解乙苯的制备原理和工艺流程。
3.乙苯过控原理：阐述乙苯过控的基本原理和操作步骤。
4.乙苯过控应用：介绍乙苯过控在实际生产中的应用场景。
三、教学方法本章节的教学方法为：1.讲授法：讲解乙苯的性质、制备方法和应用场景。
2.讨论法：学生讨论乙苯过控的原理和操作步骤。
3.案例分析法：分析实际生产中遇到的乙苯过控问题，引导学生运用所学知识解决。
4.实验法：指导学生进行乙苯过控实验，巩固所学知识。
四、教学资源本章节的教学资源为：1.教材：乙苯过控相关章节。
2.参考书：乙苯过控的理论与应用。
3.多媒体资料：乙苯过控实验操作视频。
4.实验设备：乙苯过控实验装置。
五、教学评估本章节的教学评估方式为：1.平时表现：评估学生的课堂参与度、提问回答等情况，占总评的30%。
2.作业：布置相关作业，评估学生的理解和应用能力，占总评的30%。
3.考试：期末进行闭卷考试，评估学生对乙苯过控知识的掌握程度，占总评的40%。
六、教学安排本章节的教学安排如下：1.教学进度：共10课时，每课时45分钟。
2.教学时间：安排在每周三下午第三节课。
3.教学地点：教室201。
七、差异化教学针对不同学生的学习风格、兴趣和能力水平，本章节差异化教学措施如下：1.针对学习风格不同的学生，采用多样化的教学方法，如讲授、讨论、实验等。
2.针对兴趣不同的学生，引入相关案例和实际应用，激发学生学习兴趣。
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。
过控原理课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握过控原理的基本概念、原理和应用。
具体包括：1.知识目标：a.了解过控原理的定义和发展历程；b.掌握过控原理的基本原理和关键技术；c.了解过控原理在工程应用中的广泛性。
2.技能目标：a.能够运用过控原理分析和解决实际问题；b.能够运用过控原理设计和优化控制系统；c.能够运用过控原理进行实验操作和数据分析。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生的科学精神和创新意识；b.培养学生的团队合作能力和沟通交流能力；c.培养学生的社会责任感，使其认识到过控原理在工程应用中的重要性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括过控原理的基本概念、原理和应用。
具体包括：1.过控原理的定义和发展历程；2.过控原理的基本原理和关键技术；3.过控原理在工程应用中的广泛性；4.过控原理的实验操作和数据分析。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解过控原理的基本概念、原理和应用，使学生了解和掌握过控原理的基本知识。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解过控原理在工程应用中的广泛性。
3.实验法：通过实验操作和数据分析，使学生掌握过控原理的实验方法和技巧。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：过控原理教材，用于为学生提供系统的学习材料；2.参考书：过控原理相关参考书籍，用于为学生提供更多的学习资源；3.多媒体资料：过控原理相关的视频、动画和图片，用于为学生提供直观的学习材料；4.实验设备：过控原理实验所需的仪器设备和工具，用于为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业：布置与课程内容相关的作业，要求学生在规定时间内完成，通过作业的完成质量评估学生的掌握程度。
课程设计报告课程名称：过程控制工程设计题目：阶跃曲线确定无滞后一阶对象传递函数专业：自动化班级：一班学号： 20100220118 学生姓名：苏星时间： 2013 年6月1日～6月16日―――――――以下指导教师填写―――――分项成绩：出勤成品答辩及考核总成绩：总分成绩指导教师：前言过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化,是连续生产过程的自动控制，其被控量需定量地控制，而且应是连续可调的。
若控制动作在时间上是离散的，但是其被控量需定量控制，也是过程控制。
过程控制系统的品质是由组成系统的各个环节的结构及其特性所决定的。
过程的数学模型是设计过程控制系统，确定控制方案，分析质量指标，整定调节器参数等等的重要依据。
前馈控制，最优控制，多变量解耦控制等更需要有精确的过程数学模型，所以过程数学模型是过程控制系统设计分析和应用的重要资料。
研究过程建模对于实现生产过程自动化具有十分重要的意义。
被控过程的数学建模，是指过程在各输入量作用下，其相应输出量变化函数关系的数学表达式。
过程的数学建模有两种：一是非参数模型，例如阶跃响应曲线、脉冲响应曲线和频率特性曲线，是用曲线表示的。
二是参数模型，例如微分方程、传递函数、脉冲响应函数、状态方程和差分方程等，是用数学方程式或函数表示。
本次课程设计采用的是第一种。
目录一 .设计原理及思路 2二. 实验数据（组1和组2） 3三. maltab数据分析及校验（组1和组2）及matlab仿真4 4四. 参考资料及心得体会 12一、设计原理及思路无滞后一阶对象（单容）传递函数 1.计算法000)0()(,x y y k T k ∆-∞=？如何确定000T x k dtdy t ==)(000000∞===y x k t T x k Tt ;)(632.0)1)(()(010T y e y T y →∞=-∞=-二、实验数据2：三、matlab数据分析及校验（1）数组1的数据分析及校验有数组1所给的数据可以用matlab画出其阶跃响应的图像：附其画图的matlab程序：x=[0 2 4 6 8 10 12 14];y=[0 5 7.5 8.8 9.3 9.6 9.8 9.9];xi=0:0.001:14;yi=spline(x,y,xi);plot(xi,yi);grid on有图可以知，y（∞）=10再有matlab显示y(t)和y*(t)曲线如下：附其画图的matlab程序：x=[0 2 4 6 8 10 12 14];y=[0 5 7.5 8.8 9.3 9.6 9.8 9.9];xi=0:0.001:14;yi=spline(x,y,xi);zi=yi/10;plot(xi,yi,xi,zi);grid on由图可以读取y*(t)上y*(t)=0.632， y*(t)=0.33的值: y*(t)=0.632时,t1=2.883 T1=2.883y*(t)=0.33时，t2=1.163 T2=2.5*1.163=2.9075再由图读出y*（2T0），y*(T0/2)，y*(T0/1.44)的值y*（2T0）=0.8708y*(T0/2)=0.3935y*(T0/1.44)=0.5018有读取的数据进行校验：附：校验程序:校验程序：T1=input('输入y*(t1)=0.632点:')T2=input('输入y*(t2)=0.33点:')*2.5disp('求出T0:')T0=(T1+T2)/2disp('读出y*(t)中各个校验点，校验:')T3=input('y*(2T0):')T4=input('y*(T0/2):')T5=input('y*(T0/1.44):')if(abs(T3-0.87)>0.1|abs(T4-0.39)>0.1|abs(T5-0.5)>0.1)fprintf('非无滞后一阶')else fprintf('是无滞后一阶')a=input('输入y(∞):')b=input('输入x0:')Ko=a/bfprintf('T0=%3.3f',T0)由以上得出数据1为无滞后一阶且G(s)=10/(2.895s+1) Matlab仿真：（2）数组1的数据分析及校验有数组2所给的数据可以用matlab画出其阶跃响应的图像：附其画图的matlab程序：>> x=[0 2 4 6 8 10 12 14];>>y=[0 0.5 1.5 4 7.5 8.8 9.6 9.8 ];>>xi=0:0.001:14;>>yi=spline(x,y,xi);>>zi=yi/10;>>plot(xi,yi,xi,zi);>>grid on由图可以读取y*(t)上y*(t)=0.632， y*(t)=0.33的值:y*(t)=0.632时,t1=7.251 T1=7.251y*(t)=0.33时，t2=5.564 T2=2.5*5.564=13.91再由图读出y*（2T0），y*(T0/2)，y*(T0/1.44)的值y*（2T0）=0.99y*(T0/2)=0.291y*(T0/1.44)=0.6472由其阶跃响应的曲线和其校验结果可知：数组2的传递函数不是无滞后的一阶。
课程设计报告( 2015--2016年度第一学期)名称：过程控制课程设计题目：主汽温度控制系统设计院系：自动化设计周数： 1周日期：2016年 01月20日《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：2016年01月20日一、课程设计的目的与要求1、目的“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。
2、要求设计分为两个阶段：设计前期工作及设计工作。
（一）设计前期工作 主要内容：（1）查阅资料。
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； （2）确定自动化水平。
包括确定自动控制范围、控制质量指标、报警设限及手自动切换水平；（二） 设计工作（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） 系统功能和逻辑：系统控制结构，系统的自动控制和手动操作，系统手动与自动的双向无扰动切换，系统投自动或切手动的条件 。
过控原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握过控原理的基本概念，包括开环控制与闭环控制的特点及应用；2. 学会分析控制系统的性能，了解稳定性、快速性及准确性等评价指标；3. 掌握典型控制系统的数学模型及其建立方法。
技能目标：1. 能够运用所学的过控原理知识，进行控制系统的设计与仿真；2. 培养学生运用数学工具解决实际控制问题的能力；3. 提高学生团队协作和沟通交流的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣，激发学习热情；2. 引导学生认识到控制技术在国民经济发展中的重要性，增强社会责任感；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，提高创新意识和实践能力。
课程性质分析：本课程为自动化及相关专业高年级学生设置，旨在使学生掌握过控原理的基础知识，提高解决实际控制问题的能力。
学生特点分析：高年级学生对专业知识有一定的基础，具有较强的学习能力和自主性，对实际应用有较高的兴趣。
教学要求：1. 结合实际案例，注重理论与实践相结合；2. 创设情境，引导学生主动参与，培养学生的创新精神和实践能力；3. 注重过程评价，关注学生的个体差异，提高教学质量。
二、教学内容1. 引言：介绍过控原理的概念、发展及应用领域，激发学生兴趣，为后续学习打下基础。
教材章节：第一章 绪论内容列举：控制系统的基本概念、发展历程、应用领域。
2. 控制系统的数学模型：讲解控制系统的数学描述方法，使学生掌握建模方法。
教材章节：第二章 控制系统的数学模型内容列举：微分方程、传递函数、状态空间模型。
3. 控制系统的性能分析：学习控制系统的稳定性、快速性及准确性等性能评价指标。
教材章节：第三章 控制系统的性能分析内容列举：稳定性分析、快速性分析、准确性分析。
4. 开环控制与闭环控制：对比分析开环控制与闭环控制的优缺点，了解其在实际应用中的选择。
教材章节：第四章 开环控制与闭环控制内容列举：开环控制原理、闭环控制原理、开环与闭环控制的区别与联系。
《过程控制系统设计》课程设计报告姓名：上海电力学院学号：班级：指导老师：设计时间：2014年1月6日～1月10日第一部分双容水箱液位串级PID控制实物实验时间：2014年1月8日同组人：一、实验目的1、进一步熟悉PID调节规律2、学习串级PID控制系统的组成和原理3、学习串级PID控制系统投运和参数整定二、实验原理（画出“系统方框图”和“设备连接图”）1、控制系统的组成及原理系统的设备连接图如下图（图1）所示：图1 设备连接图一个控制器的输出用来改变另一个控制器的设定值，这样连接起来的两个控制器称为“串级”控制器。
两个控制器都有各自的测量输入，但只有主控制器具有自己独立的设定值，只有副控制器的输出信号送给被控对象，这样组成的系统称为串级控制系统。
本仿真系统的双容水箱串级控制系统如下图2所示：图2 本仿真系统的双容水箱串级控制系统框图串级控制器术语说明主变量：y1称主变量。
使它保持平稳使控制的主要目的副变量：y2称副变量。
它是被控制过程中引出的中间变量副对象：上水箱主对象：下水箱主控制器：PID控制器1，它接受主变量的偏差e1，输出是去改变副控制器的设定值副控制器：PID控制器2，它接受的是副变量的偏差e2，其输出去控制阀门副回路：处于串级控制系统内部的，由PID控制器2和上水箱组成的回路主回路：若将副回路看成一个以主控制器输出r2为输入，以副变量y2为输出的等效环节，则串级系统转化为一个单回路，即主回路。
串级控制系统从总体上看，仍然是一个定值控制系统，因此，主变量在干扰下的过渡过程和单回路定值控制系统的过渡过程具有相同的品质指标。
但是串级控制系统和单回路系统相比，在结构上从对象中引入一个中间变量（副变量）构成了一个回路，因此具有一系列的特点。
2、串级PID控制系统投运串级控制系统和简单控制系统的投运要求一样，必须保证无扰动切换，采用先副回路后主回路的投运方式。
这里以我们的串级控制系统为例，给出具体的操作步骤：A.将主、副控制器的切换开关都置于手动位置，副回路处于内给定B.用副控制器的输出控制阀门，使主变量接近设定值，当工况比较平稳时，将副控制器设成自动——无扰动切换，因为手动状态时副控制器的设定值C.手动设定主控制器的输出值等于副控制器的设定值，当工况比较平稳时，将主控制器设置成自动——无扰动切换，因为手动状态时副控制器的设定值跟踪副变量D.串级两个控制器，将副回路控制器设置成“远端模式”，这样主控制器的输出便作为副控制器的设定值，从而构成串级系统3、串级PID控制系统的参数整定串级控制系统参数整定也采用先副后主的方式。
《过程控制》课程设计题目: 燃料炉装置温度控制系统班级：测控三班学号：姓名：同组人员：任课教师：完成时间：2011/12/3目录一、设计任务及要求 (2)二、被控对数学模型建模及对象特性分析1.1对象数学模型的计算及仿真验证 (2)1.2对象特性分析 (5)三、控制系统设计3.1 控制系统的基本方案 (6)3.1.1 PID单回路3.1.2串级控制3.2 控制仪表选择 (7)3.3 参数整定计算 (8)3.3.1副回路3.3.2主回路3.4 控制系统MATLAB仿真 (9)四、结果分析 (10)一、设计任务及要求对一个燃油炉装置进行如下实验，在温度控制稳定到200℃时，在开环状态下将执行器的输入燃油流量增加大约%15，即在开环状态下将执行器的输入燃油流量增加h /T 2.0q =∆I ，持续min 3=∆t 后结束，记录炉内温度变化数据如下表，试根据实验数据设计一个超调量%25≤具体设计要求如下:（1） 根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的模型；（2） 根据辨识结果设计符合要求的控制系统（给出带控制点的控制流程图，控制系统原理图等，选择控制规律）；（3） 根据设计方案选择相应的控制仪表（DDZ -Ⅲ），绘制原理接线图； （4） 对设计系统进行仿真设计，首先按对象特性法求出整定参数，然后按4:1衰减曲线法整定运行参数。
（5） ★用MCGS 进行组态设计。
二、被控对数学模型建模及对象特性分析2.1对象数学模型的计算及仿真验证根据矩形脉冲响应数据θ∆，得到阶跃响应数据θ，并进行相应的归一化处y()=203.7+0.2=203.9；根据上表可得64=+y℃64=∞使用Matlab编辑.m文件，通过给定的矩形脉冲响应求对象的阶跃响应，并用插值方法画出脉冲和阶跃响应曲线及归一化曲线。
Matlab程序如下：clear;t=0:1:18; yi=[0 9 26.4 36 33.5 27.2 21 15.7 10.4 7.75 5.1 3.95 2.8 1.95 1.1...0.8 0.5 0.35 0.2]; y(1)=0;y_1=0;for k=1:19y(k)=yi(k)+y_1;y_1=y(k);endxs=(0:0.05:18);ys=interp1(t,y,xs,'spline');plot(xs*5,ys)hold onplot(t*5,yi)hold onyim=interp1(t,yi,xs,'spline');plot(xs*5,yim)gridfigureplot(xs*5,ys/203.9)grid得到的脉冲响应曲线和阶跃响应曲线如下：0102030405060708090将阶跃函数曲线归一化，利用两点法确定传含参数，取途中两点y*(t1)=0.4，y*(t2)=0.80102030405060708090-0.20.20.40.60.81y*(t1)=0.4对应的响应时间为t 1= 16.5 min y*(t2)=0.8对应的响应时间为t 2=33 min 由于 5.021 t t所以对象三阶31)1()(+=s s Gp T Kp增益Kp为：%)/(796.6)(c u y K p 。
《过程控制工程》课程设计模版
设计报告要符合湖北师范学院机电与控制工程学院本科课程设计报告撰写格式规范。
1、封面
封面包括“过程控制工程课程设计报告”、课程设计名称、班级、姓名、指导教师、所在院系、专业名称以及完成日期等，使用统一的封面。
2、目录
3、主体部分
该部分是课程设计报告的主体，字数不得少于5000字，具体由以下几部分组成：
（1）摘要；
（2）设计任务；
（3）正文（包括系统原理图、主程序框图、硬件模块或电路的设计、检测与调试等）；
（4）总结与体会（包括自己的感受与收获；技术创新点；以后的改进设想等）；
（5）致谢。
4、参考文献
5、附录
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
附录1：源程序及程序注释（程序代码要规范，源程序需加必
要的注释）；
附录2：使用元器件一览表（序号、名称、型号、规格、数量、备注）。
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除
谢谢4
《过程控制工程》
课程设计报告书
课题名称
姓 名
学 号
专 业
指导教师
机电与控制工程学院
年 月 日
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢5
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢6。
啤酒生产线杀菌预热区温度控制系统的设计1 概述我国居民对物质需求的不断增长，导致了我国现代工业生产的迅速发展。
而伴随着生产过程规模的不断扩大，生产过程自动化已经成为一项庞大的系统工程，生产过程控制系统的结构日益复杂。
微电子技术，数据通信技术，网络技术和计算机多媒体技术在生产过程自动化中已经得到日益广泛的应用，过程控制仪表已经向电子化，微型化，数字化和智能化的方向发展；过程控制系统从传统的仪表控制系统向计算机集散控制系统和现场总线控制系统迅速发展已经成为成为不争的事实。
过程控制通常是指连续生产过程的自动控制，它是自动化技术最重要的组成部分之一，自动控制的主要任务是对生产过程的有关参数进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保持产品质量和生产安全的前提下，使连续型生产过程自动的进行下去。
人们要控制一个过程，必须了解过程的特性，过程特性的数学描述就称为过程的数学模型。
在控制系统的分析和设计中，过程的数学模型是极为重要的基础资料。
过程的特性可从稳态和动态两方面来考察，前者指的是过程在输入和输出变量达到平稳状态下的行为，后者指的是输出变量和状态变量在输入影响下的变化过程的情况。
生产过程是由各个环节或工艺设备组成的。
各个工艺设备之间必然存在着相互联系和相互影响，因此，在设计简单控制系统时必须要有正确的设计思想，要站在全局自动化的立场上，从整个生产过程过程出发来考虑问题，从而做到既保证连续生产物料供求关系的协调，又保证产品的数量和质量；既使生产过程能充分发挥设备的潜力，又保证生产过程的安全与可靠。
过程控制系统分为多种，有简单控制系统和复杂控制系统，而复杂过程控制系统又可分为：串级控制系统、前馈控制系统、比值控制系统和均值控制系统等几种。
在本次控制系统的选择中，因为设计题目要求是：对啤酒生产线的杀菌过程中的预热区的温度控制系统进行设计，所以本着简单、实用的原则我把它设计成一个简单的单回路系统来满足题目要求。
2 啤酒杀菌过程及方法简介过去的20年是我国啤酒产销量高速增长的时期，从2002年起我国成为第一大啤酒生产和销售国。
随之而来的是消费者对啤酒口感的要求愈来愈高,啤酒的口感是啤酒质量的一个重要标志性指标，其影响因素很多，除原料、酿酒工艺、罐装工艺以及各生产环节的卫生处理状况外，杀菌工艺也是一个非常重要的因素。
杀菌工艺不仅影响到啤酒的口味，同时也影响到啤酒的保质期。
因此杀菌工艺是啤酒生产过程中一道非常重要的工序。
目前普遍采用的是巴氏杀菌法，它是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。
巴氏消毒法是法国微生物学家巴斯德为葡萄酒消毒时发明，并以他的名字来命名的一种消毒方法。
指在规定时间内以不太高的温度处理液体食品的一种加热灭菌方法。
巴氏消毒的原理是在一定温度范围内，温度越低，细菌繁殖越慢；温度越高，繁殖越快。
但温度太高，细菌就会死亡。
不同的细菌有不同的最适生长温度和耐热、耐冷能力。
巴氏消毒其实就是利用病原体不是很耐热的特点，用适当的温度和保温时间处理，将其全部杀灭。
但经巴氏消毒后，仍保存小部分无害或有益、较耐热的细菌或细菌芽孢。
根据杀菌温度，处理时间及玻璃瓶受热冲击和压力变化的能力，瓶装啤酒杀菌过程由三个温区组成：预热区，过热及保温区，冷却区。
加热手段为热蒸汽。
本次课程设计主要对预热区温度控制系统进行设计，以满足生产工艺要求。
啤酒杀菌流工艺程图如下：图2-1 啤酒杀菌工艺流程图3 温度控制系统介绍温度控制系统是以温度作为被控制量的反馈控制系统。
在化工、石油、冶金等生产过程的物理过程和化学反应中，温度往往是一个很重要的参量，需要准确地加以控制。
除了这些部门之外，温度控制系统还广泛应用于其他领域，例如啤酒的加工生产。
它是用途很广的一类工业控制系统。
温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。
下图为啤酒预热区温度控制系统原理图：图3-1 啤酒预热区温度控制系统原理图图3-2 温度控制系统结构图如上图所示，温度控制系统由被控对象、测量装置、调节器和执行机构等部分构成。
被控对象是一个装置或一个过程，它的温度是被控制量。
测量装置对被控温度进行测量，并将测量值与给定值比较，若存在偏差便由调节器对偏差信号进行处理，再输送给执行机构来增加或减少供给被控对象的热量，使被控温度调节到整定值。
测量装置是温度控制系统的重要部件，包括温度传感器和相应的辅助部分，如放大、变换电路等。
测量装置的精度直接影响温度控制系统的精度，因此在高精度温度控制系统中必须采用高精度的温度测量装置。
温度控制系统的执行机构大多采用可控热交换器。
根据调节器送来的校正后的偏差信号，调节流入热交换器的热载体（液体或气体）的流量，来改变供给（或吸收）被控对想的热量，以达到调节温度的目的。
在一些简单的温度控制系统中，也常采用电加热器作为执行机构，对被控对象直接加热。
通过调节电压（或电流）的大小可改变供出的热量。
不同的应用部门对温度控制系统品质有不同的要求，并选用不同类型的调节器。
如果精度要求不高，可采用两位调节器,一般情况下多采用PID调节器。
高精度温度控制系统则常采用串级控制。
串级控制系统由主回路和副回路两个回路构成，具有控制精度高、抗干扰能力强、响应快、动态偏差小等优点，常用于干扰强,且温度要求精确的生产过程,如化工生产中反应器的温度控制。
多数温度控制系统中被控对象在进行热交换时的温度变化过程，它既是一个时间过程，也是沿空间的一个传播过程，需要用偏微分方程来描述各点温度变化的规律。
因此温度控制系统本质上是一个分布参数系统。
分布参数系统的分析和设计理论还很不成熟，而且往往过于复杂而难于在工程实际问题中应用。
解决的途径有二：一是把温度控制系统作为时滞系统来考虑。
时滞较大时采用时滞补偿调节，以保证系统的稳定性。
具有时滞是多数温度控制系统的特点之一。
另一途径是采用分散控制方式，把分布参数的被控过程在空间上分段化，每一段过程可作为集中参数系统来控制，构成空间上分布的多站控制系统。
采用分散控制常可获得较好的控制精度。
4 控制系统的设计过程控制系统设计和应用的两个重要内容：控制方案的设计、选择检测变送器、选择执行机构调节阀、选择调节器和调节器整定参数值的确定等几个部分。
4.1 控制系统方案选择设计和应用好一个过程控制系统，首先应全面了解被控制过程，其次根据工艺要求对系统进行研究，确定最佳的控制方案，最后，对过程控制系统进行设计，整定和投运。
对于过程控制系统而言，控制方案的选择和调节器参数整定是其两个重要的内容，如果控制方案设计不合理，仅凭调节器参数的整定无法获得良好的控制质量；相反控制方案很好，但是调节器参数整定的不合适，也不能使系统运行在最佳状态。
过程控制系统从结构形式可分为单回路系统和多回路系统。
单回路控制系统包含一个测量变送器，一个调节器，一个执行器和对象，对对象的某一个被控制参数进行闭环负反馈控制。
在系统分析设计和整定中，单回路系统设计方法是最基本的方法，适用于其他各类复杂控制系统的分析，设计，整定和投运。
本次温度控制系统设计中啤酒温度被作为被控量，为了使系统变得简单无需设置副被控量，因此采用单回路控制系统即可实现预热区温度的控制。
详细的原因将在下一节和串级系统比较中重点介绍。
采用单回路控制方式来实现啤酒生产线杀菌预热区温度控制的系统结构如下图：图4-1 单回路控制系统结构图调节器——PID调节器执行器——气动薄膜式执行器被控对象——换能器被控量——啤酒温度检测变送器——DDZⅢ型热电阻温度变送器4.2 系统控制过程分析温度控制系统的控制阶段主要分为：平衡阶段和抗干扰调节阶段。
下面我将分别对这两个阶段进行分析。
下图问系统控制图：图4-2 控制图4.2.1 系统动态平衡阶段分析系统由蒸汽给未经杀菌的啤酒传递热量使其保持预热温度。
当蒸汽的量和品质不变，未杀菌的啤酒的量和品质也保持不便，则控制系统处于平衡状态，并保持此动态平衡状态，直至有新干扰发生，或人们对被预热区的出口温度T有新的要求。
4.2.2 系统抗干扰调节阶段分析该温控系统干扰主要来自：啤酒流量的变化、啤酒温度的变化、蒸汽源不够稳定、蒸汽温度的变化、换能器环境温度的变化。
干扰产生的结果主要有：1 啤酒流量的变化：流量上升，出口温度T下降；2 啤酒温度上升，出口温度T上升；3 蒸汽压力上升导致流量的上升，出口温度T上升。
无论是由于何种原因，何种干扰，只要它的作用使出口温度T有了变化，控制系统就能通过调节器来克服，使出口温度T回到原来的平衡状态。
显然出口温度T只能有两种改变，一种是温度上升，还有一种是温度下降。
下面我将分别对这两种变换进行分析：1 温度T上升：当外界干扰使出口温度T上升时，温度变送器的热电阻阻值增加，电流值增大，使反馈测量值Z增大，偏差E因此减小，控制器发挥作用使气动执行器的开度减小，热蒸汽流量减小，使出口温度T下降。
2 温度T下降：当外界干扰使出口温度T下降时，温度变送器的热电阻阻值降低，电流值减小，使反馈测量值Z减小，偏差E因此增大，控制器发挥作用使气动执行器的开度增大，热蒸汽流量增大，使出口温度T上升。
4.3 单回路与串级控制系统的比较单回路反馈控制系统，又称简单控制系统，是指由一个被控过程、一个检测变送器、一个调节器和一个执行器所组成的．对一个被控变量进行控制的单回路反馈闭环控制系统。
简单控制系统是实现生产过程自动化的基本单元、其结构简单、投资少、易于调整和投运，能满足一般工业生产过程的控制要求、因此在工业生产小应用十分广泛，尤其适用于被控过程的纯滞后和惯性小、负荷和扰动变化比较平缓，或者控制质量要求不太高的场合。
串级控制系统的采用了两个控制器，我们将温度控制器称为主控制器，把流量控制器称为副控制器。
主控制器的输出作为副控制器的设定，然后由副控制器的输出去操纵调节阀。
在串级控制系统中出现了两个被控对象，即主对象（温度对象）和副对象（流量对象），所以有两个被控参数，主被控参数（温度）和副被控参数（流量）。
主被控参数的信号送往主控制器，而副被控参数的信号被送往副控制器作为测量，这样就构成了两个闭合回路，即主回路（外环）和副回路（内环）。
串级控制系统的特点，改善了对象特征，起了超前控制的作用；改善了对象动态特性，提高了工作频率；提高了控制器总放大倍数，增强了抗干扰能力；具有一定的自适应能力，适应负荷和操作条件的变化。
串级控制系统的设计原则，在选择副参数时，必须把主要干扰包含在副回路中，并力求把更多的干扰包含在副回路中；选择副参数，进行副回路的设计时，应使主、副对象的时间常数适当匹配；方案应考虑工艺上的合理性、可能性和经济性。
串级控制系统的应用场合，被控对象的控制通道纯滞后时间较长，用单回路控制系统不能满足质量指标时，可采用串级控制系统；对象容量滞后比较大，用单回路控制系统不能满足质量指标时，可采用串级控制系统；控制系统内存在变化激烈且幅值很大的干扰；被控对象具有较大的非线性，而负荷变化又较大。
