二○○一○～二○一一学年第一学期。
信息科学与工程学院。
课程设计任务书。
课程名称： 计算机控制与接**术课程设计
班级： 自动化2007级（1）班
姓名： 石磊。
学号： 200704134174
指导教师： 黄卫华。
课程编号：403034
课程名称：过程控制系统课程设计。
课程类型：必修课。
课程性质：实践课。
学时：1周
学分：1学分。
开课学期：7
参考教材：《过程控制系统与集散系统》方康玲主编武汉理工大学出版社 2009.1
1. 设计题目。
加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计。
2. 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。
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。
3. 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，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）。
4) 利用simulink实现单回路系统**和串级系统**，分别给出系统输出响应曲线。
5) 根据两种系统**结果分析串级控制系统的优缺点。
课程设计和上机调试任务完成之后，每位同学必须独立书写一份课程设计报告，注意：不得抄袭他人的报告（或给他人抄袭），一旦发现，成绩为零分。课程设计报告的内容应包括以下五个部分：
1) 设计题目和设计要求；
2) 设计任务分析（包括系统建模、控制方案）；
3) 详细设计：包括串级系统中主、副控制器的设计、参数整定的方法和步骤，4) 实现simulink建模与**；
5) 根据系统输出结果，从理论上分析串级控制的控制性能；
6) 课程设计总结：包括课程设计过程中的学习体会与收获。
指导老师负责验收学生所完成的设计工作、程序调试和运行结果，并结合学生的工作态度、实际动手能力、创新精神和设计报告等进行综合考评，并按优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级给出每位同学的课程设计成绩。具体考核标准包含以下四个部分：
1) 系统设计任务分析、总体结构合理与否（20%）；
2) 设计过程（包括系统结构、主、副控制器参数整定过程、simulink模块构建、运行结果）正确与否（50%）；
3) 串级控制对系统影响的对比实验及结论正确与否（20%）；
4) 课程设计报告是否完整、有条理，上交是否准时（10%）。
附录1：设计报告封面。
二○一○～二○一一学年第一学期。
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2007级（1）班
学号： 200704134174
姓名： 石磊。
指导教师： 黄卫华。
二○一○年十二月。
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