过程控制综合实验报告
09/10学年第一学期
《过程控制综合实验》实习任务书
指导教师： 班级：自动化0641、2 地点：机房
课程设计题目（范围）：
燃烧过程控制综合仿真实验
一、实习目的：
《过程控制综合实验》是自动化专业专业课《过程控制工程》的后续实践性教学环节，是自动化专业的必修课。
本综合实验是为自动化专业《过程控制工程》课程服务的实践性教学环节，可以帮助学生完成从专业理论到工程实践的认识过程。是培养学生综合运用《过程控制工程》的有关理论和技术知识解决实际问题，使学生初步体验过程控制系统的设计过程、设计要求、完整的工作内容和具体的设计方法，以达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。
《过程控制综合实验》是自动化专业专业课《过程控制工程》的后续实践性教学环节，是自动化专业的必修课。
通过综合实验，应能加强学生如下能力的培养：
1、独立工作能力和创造力；
2、综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力；
3、查阅图书资料和各种工具书的能力；
4、提高学生有关控制系统的程序设计能力；
5、编写技术报告和编制技术资料的能力。
二、实习内容（包括技术指标）
1、查找资料，确定控制系统物理模型，建立数学模型，确定性能指标；
1
（1）建立燃烧炉蒸汽压力控制和燃料空气比值控制系统统数学模型。 燃料流量被控对象：G (s ) =2e -3s 13s +1
燃料流量至蒸汽压力关系约为：G (s ) =3
蒸汽压力至燃料流量关系约为：G (s ) =1/3
蒸汽压力检测变换系统数学模型：G (s ) =1
燃料流量检测变换系统数学模型：G (s ) =1
燃料流量与控制流量比值：G (s ) =1/2 空气流量被控对象：G (s ) =3e -2s 11s +1
（2）建立炉膛负压控制系统数学模型。 10e -s 7s +1
2送风量对负压的干扰：G (s ) = 3s +1引风量与负压关系：G (s ) =
2、利用Matlab 或应用稳定性判据对系统稳定性分析；
用matlab 画出被控对象的bode 图，计算出相位裕量与增益裕量
3、利用Simulink 建立控制系统各部分参数整定仿真框图
（1）燃料控制系统临界振荡仿真框图。
为使系统无静差，燃烧流量调节器采用PI 形式，即:G C (S ) =K P +
和K I 采用稳定边界法整定。
K I , 其中，参数K P s
图2 系统临界振荡仿真框图
图3 燃料流量闭环控制系统单位阶跃输入的仿真框图
（2）蒸汽压力控制系统参数整定仿真框图。
在燃料流量控制系统整定的基础上，整定蒸汽压力控制系统参数。系统整定仿真框图如图4所示。
图4 蒸汽压力控制系统参数整定仿真框图
（3）空气流量控制系统参数整定。
（4）负压控制系统参数整定。
负压控制系统的整定方法和燃料流量控制参数整定方法类似，此处不再赘述。
（5）负压控制系统前馈补偿整定。 采用动态前馈整定，其前馈补偿函数为：G (s ) =7s +1 15s +5
4、利用Simulink 建立燃烧炉控制系统仿真框图，得到仿真结果。
利用各整定参数对控制系统仿真，其框图如图5所示。假定蒸汽压力设定值为10，炉膛负压设定值为5，系统受幅值±0.1的随机干扰。
图5 燃烧炉控制系统仿真框图
三、成果要求
1. 写出不少于5000字的综合设计实验说明书，统一用A4纸手工书写，字迹工整。
2. 主要内容及装订顺序：封面、进度计划完成情况、成绩考核表、目录、正文、主要参考文献。
3. 正文部分应包含以下几项内容：
（1）控制系统简介
（2）控制系统分析
（3）控制系统参数整定仿真框图的建立
（4）整个控制系统仿真框图的建立
（5）写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤：如设计思想、指标论证、方案确定、参数计算、原理分析等作出说明，并对所完成的设计作出评价，对自己整个设计工作中经验教训，总结收获。
（6）设计报告严禁抄袭，如有雷同，按不及格处理。
四、时间安排