基于PID温度控制

MATLAB课程实验报告

学生姓名： 昨日恰似风中雪 学 号： 专业班级： 指导教师： 开课学期：

2014年 6月

基于PID的温度串级控制 一． 问题描述 图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。 被加热物料燃料支路2支路1炉膛T1出口工业用加热炉出口温度控制系统 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 （1） 假设主对象的传递函数为控制器的参数 ，副对象的传递函数为G02(s)1，确定主、副(s1)（2） 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 （3） 根据两种系统仿真结果分析串级控制系统的优缺点。 二． 具体程序设计或设计步骤 主、副控制器参数整定及Simulink仿真： 串级控制：主回路采用PI调节，副回路采用P调节，用两步整定法确定参数 单回路控制：采用PI调节，用临界比例度法确定参数

比较仿真曲线 三． 结果或结论 串级控制 单回路控制

串级系统输出曲线第一峰值出现时间明显比单回路系统更早，缩短了上升时间，减小了对象时间常数，系统快速性增强。串级系统输出曲线的调节时间缩短，使系统更早进入稳定状态，系统振荡幅度明显得到改善，增强了系统的稳定性。对串级控制系统和单回路控制系统阶跃响应输出曲线对比可知，串级控制系统由于增加了副控制回路，使控制系统的的抗干扰性能、动态性能、工作频率及自适应能力都得到明显改善。 四． 心得体会 在此次课程设计的过程中，进一步熟悉了simulink的使用方法。 在仿真过程中，深刻体会到过程控制中的两步整定法的具体方法。 也更为深入的理解串级控制，单回路控制。 通过课程设计，把课本理论与实际更为紧密的结合起来，记忆和理解更为深入。 对工业控制的不同场合的控制方法也有更多的了解。 五． 参考文献 《过程控制与自动化仪表》，潘永湘，机械工业出版社 指导教师评语： 指导教师评分： 指导老师签名： 日期： 月 日 年