过程控制课程设计 2
过程控制理论课程设计
过程控制理论课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解过程控制理论的基本概念，掌握控制系统各组成部分的功能与相互关系。
2. 学生能够描述常见的过程控制算法，如PID控制，并解释其工作原理。
3. 学生能够运用数学工具分析控制系统的稳定性、准确性和鲁棒性。
技能目标：1. 学生能够运用所学的理论知识，设计简单的过程控制系统，并进行模拟。
2. 学生能够运用图表和计算工具对控制系统的性能进行分析和优化。
3. 学生通过小组合作，能够解决实际过程中可能遇到的控制问题，提高团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到过程控制在现代工业中的重要性，增强对工程技术的兴趣和认识。
2. 学生在学习过程中培养批判性思维和创新意识，敢于面对挑战，勇于尝试新方法。
3. 学生通过学习，认识到科技发展对社会进步的推动作用，形成积极向上的科学态度和社会责任感。
本课程针对高年级学生，考虑其已具备一定的工程基础和数学分析能力，课程性质偏重理论与实践相结合。
课程目标旨在使学生在掌握过程控制基本理论的同时，能够将其应用于实际问题的分析和解决，培养其成为具有实际操作能力和创新精神的工程技术人才。
通过具体可衡量的学习成果，教师可对学生的学习进度进行有效监控，并为后续教学提供指导依据。
二、教学内容1. 过程控制基本概念：控制系统定义、开环与闭环控制系统、控制系统的性能指标（稳定性、快速性、准确性）。
- 教材章节：第1章 过程控制概述2. 控制系统组件：控制器、执行器、传感器、被控对象等组成部分的作用和特性。
- 教材章节：第2章 控制系统组件3. 常见控制算法：PID控制算法、前馈控制、比例-积分-微分控制原理及应用。
- 教材章节：第3章 控制算法基础4. 控制系统数学模型：传递函数、状态空间方程，系统稳定性分析。
- 教材章节：第4章 控制系统数学模型5. 控制系统性能分析：稳态误差、动态性能指标、频域分析法、根轨迹分析。
过程控制的课程设计
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。
《过程控制工程》课程设计参考题目
《过程控制工程》课程设计参考题目14级过程控制课程设计题目1班课程设计参考题目：一、温度控制（单回路、串级、前馈—反馈、比值控制）（40）1、换热器出口温度单回路控制方案设计2、乳化物干燥器温度单回路控制方案设计3、精馏塔提馏段温度单回路控制方案设计4、管式加热炉出口温度单回路控制方案设计5、夹套式反应器温度单回路控制控制方案设计6、燃烧式工业窑炉温度单回路控制方案设计7、精馏塔精馏段温度单回路控制方案设计8、流化床反应器温度单回路控制方案设计9、管式热裂解反应器出口温度单回路控制方案设计10、发酵罐温度单回路控制方案设计11、换热器出口温度串级控制方案设计12、乳化物干燥器温度串级控制方案设计13、精馏塔提馏段温度串级控制方案设计14、管式加热炉出口温度串级控制方案设计15、夹套式反应器温度串级控制控制方案设计16、燃烧式工业窑炉温度串级控制方案设计17、精馏塔精馏段温度串级控制方案设计18、流化床反应器温度串级控制方案设计19、发酵罐温度串级控制方案设计20、管式热裂解反应器出口温度串级控制方案设计21、换热器出口温度前馈—反馈控制方案设计22、乳化物干燥器温度前馈—反馈控制方案设计23、精馏塔提馏段温度前馈—反馈控制方案设计24、管式加热炉出口温度前馈—反馈控制方案设计25、夹套式反应器温度前馈—反馈控制控制方案设计26、燃烧式工业窑炉温度前馈—反馈控制方案设计27、精馏塔精馏段温度前馈—反馈控制方案设计28、流化床反应器温度前馈—反馈控制方案设计29、发酵罐温度前馈—反馈控制方案设计30、管式热裂解反应器出口温度前馈—反馈控制方案设计31、换热器出口温度比值控制方案设计32、乳化物干燥器温度比值控制方案设计33、精馏塔提馏段温度比值控制方案设计34、管式加热炉出口温度比值控制方案设计35、夹套式反应器温度比值控制方案设计36、燃烧式工业窑炉温度比值控制方案设计37、精馏塔精馏段温度比值控制方案设计38、流化床反应器温度比值控制方案设计39、发酵罐温度比值控制方案设计40、管式热裂解反应器原料油与蒸汽流量比值控制方案设计41、锅炉出口蒸汽压力单回路控制方案设计42、锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计43、锅炉出口蒸汽压力前馈—反馈控制方案设计44、锅炉出口蒸汽压力比值控制方案设计45、炉膛负压单回路控制方案设计46、炉膛负压前馈—反馈控制方案设计47、离心泵压力定值控制方案设计2班课程设计参考题目：1、换热器出口温度单回路控制方案设计2、乳化物干燥器温度单回路控制方案设计3、精馏塔提馏段温度单回路控制方案设计4、管式加热炉出口温度单回路控制方案设计5、夹套式反应器温度单回路控制控制方案设计6、燃烧式工业窑炉温度单回路控制方案设计7、精馏塔精馏段温度单回路控制方案设计8、流化床反应器温度单回路控制方案设计9、管式热裂解反应器出口温度单回路控制方案设计10、发酵罐温度单回路控制方案设计11、换热器出口温度串级控制方案设计12、乳化物干燥器温度串级控制方案设计13、精馏塔提馏段温度串级控制方案设计14、管式加热炉出口温度串级控制方案设计15、夹套式反应器温度串级控制控制方案设计16、燃烧式工业窑炉温度串级控制方案设计17、精馏塔精馏段温度串级控制方案设计18、流化床反应器温度串级控制方案设计19、发酵罐温度串级控制方案设计20、管式热裂解反应器出口温度串级控制方案设计21、换热器出口温度前馈—反馈控制方案设计22、乳化物干燥器温度前馈—反馈控制方案设计23、精馏塔提馏段温度前馈—反馈控制方案设计24、管式加热炉出口温度前馈—反馈控制方案设计25、夹套式反应器温度前馈—反馈控制控制方案设计26、燃烧式工业窑炉温度前馈—反馈控制方案设计27、精馏塔精馏段温度前馈—反馈控制方案设计28、流化床反应器温度前馈—反馈控制方案设计29、发酵罐温度前馈—反馈控制方案设计30、管式热裂解反应器出口温度前馈—反馈控制方案设计31、换热器出口温度比值控制方案设计32、乳化物干燥器温度比值控制方案设计33、精馏塔提馏段温度比值控制方案设计34、管式加热炉出口温度比值控制方案设计35、夹套式反应器温度比值控制方案设计36、燃烧式工业窑炉温度比值控制方案设计37、精馏塔精馏段温度比值控制方案设计38、流化床反应器温度比值控制方案设计39、发酵罐温度比值控制方案设计40、管式热裂解反应器原料油与蒸汽流量比值控制方案设计41、锅炉出口蒸汽压力单回路控制方案设计42、锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计43、锅炉出口蒸汽压力前馈—反馈控制方案设计44、锅炉出口蒸汽压力比值控制方案设计45、炉膛负压单回路控制方案设计46、炉膛负压前馈—反馈控制方案设计47、离心泵压力定值控制方案设计课程设计教材及主要参考资料：1、戴连奎，《过程控制工程》，化学工业出版社，20122、杜维，《过程检测技术及仪表》，化学工业出版社，20013、姜培正，《过程流体机械》，化学工业出版社，20024、王毅，《过程装备控制技术与应用》，化学工业出版社，20015、厉玉鸣，《化工仪表及自动化》，化学工业出版社，2006一、课程设计教学目的及基本要求：1．课程设计的教学目的培养学生将理论知识应用到解决实际问题的能力，通过该课程的学生，可以很好地训练学生的实际动手能力和解决工程问题的能力，为学生从学校到工厂和技术部门提供前期的训练。
过程控制工程第二版课程设计
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。
过程控制技术课程设计
过程控制技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解过程控制技术的基本概念，掌握其原理和分类；2. 学习过程控制系统的数学模型，了解各参数对系统性能的影响；3. 掌握过程控制策略的设计与优化方法；4. 了解过程控制技术在工业生产中的应用案例。
技能目标：1. 能够运用所学知识对过程控制系统进行分析，建立数学模型；2. 能够设计简单的过程控制策略，并进行仿真与优化；3. 能够运用过程控制技术解决实际工程问题，具备一定的实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合；3. 增强学生的团队协作能力，提高沟通与交流能力；4. 培养学生关注过程控制技术在工业生产中的应用，提高其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为高年级专业课程，旨在帮助学生建立过程控制技术的理论体系，提高实际操作能力。
学生特点：学生具备一定的专业基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
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，提高其解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握过程控制技术的基本原理和方法，具备实际工程应用能力。
教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 过程控制技术基本概念与原理：包括过程控制定义、分类、发展历程及在工业生产中的应用。
教材章节：第一章2. 过程控制系统的数学模型：介绍数学模型的基本概念，分析过程控制系统中各参数对系统性能的影响。
教材章节：第二章3. 过程控制策略设计与优化：学习PID控制、模糊控制、自适应控制等策略，并进行仿真与优化。
教材章节：第三章4. 过程控制设备与系统：介绍过程控制系统中常用的传感器、执行器、控制器等设备，以及系统的组成和原理。
教材章节：第四章5. 过程控制技术在工业生产中的应用：分析典型工业生产过程中过程控制技术的应用案例，如化工、热工、电力等。
过程控制理论课程设计
过程控制理论课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握过程控制理论的基本概念、原理和方法，能够运用这些知识分析和解决实际过程控制问题。
具体来说，知识目标包括了解过程控制的基本概念、熟悉过程控制的原理和方法、掌握过程控制的数学模型和仿真技术；技能目标包括能够运用过程控制理论进行简单的系统分析和设计、能够使用相关的软件工具进行过程控制仿真和实验；情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识、团队合作精神和对过程控制理论的兴趣。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括过程控制的基本概念、原理和方法，以及相关的数学模型和仿真技术。
具体来说，包括以下几个方面：1. 过程控制的基本概念，如过程、控制、反馈等；2. 过程控制的原理和方法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等；3. 过程控制的数学模型，如连续时间系统模型、离散时间系统模型等；4. 过程控制仿真技术，如MATLAB/Simulink等。
三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
讲授法用于传授基本概念和原理，讨论法用于探讨和解决实际问题，案例分析法用于分析和研究具体案例，实验法用于验证和应用所学知识。
通过多样化的教学方法，我们将激发学生的学习兴趣和主动性，提高他们的学习效果。
四、教学资源我们将选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教材和参考书将用于提供基础知识和扩展内容，多媒体资料将用于辅助讲解和演示，实验设备将用于进行实际操作和验证。
教学资源将支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与和讨论，作业评估学生的知识理解和应用能力，考试评估学生的综合运用和分析能力。
我们将采用定量和定性相结合的方式进行评估，确保评估的客观性和公正性。
评估结果将全面反映学生的学习成果，用于指导和调整教学。
过程控制系统及工程第二版课程设计
过程控制系统及工程第二版课程设计概述过程控制系统及工程是现代化生产中非常重要的一门课程，它涉及到了许多工业领域，比如化工、石化、制药、航空等等。
其主要目的是提高生产效率和质量，并且降低生产成本。
本文主要介绍了本次过程控制系统及工程第二版课程设计的过程和实现方法，旨在帮助读者更好地理解这门课程的核心内容。
课程设计目标本次课程设计的主要目标是设计一个化工过程控制系统。
该系统需要实现自动化生产控制，并且能够监控并调整化工过程中的关键参数，以确保生产过程的稳定和质量。
该课程设计涉及到了多个方面的知识，包括化学工程、电子技术、控制理论等等，需要学生充分发挥多方面的知识和技能。
系统设计根据本次课程设计的目标，我们需要设计一个基于PLC控制器和传感器的化工过程控制系统。
系统的主要任务是对化工生产过程进行实时监测，并根据数据反馈进行自动调整，以确保生产过程的顺利进行。
下面是该系统的主要硬件和软件组成部分：系统硬件组成•PLC控制器：用来控制化工过程中各种生产设备和关键参数的自动化调控。
•传感器：用来对生产过程中各种参数进行实时监测和反馈，包括温度、压力、PH值等等。
•操作面板：用来对系统进行手动控制，比如手动开关某些设备或者调整某些参数。
系统软件组成•元件接线图：用来描述系统中各个元件之间的连接关系。
•逻辑控制程序：用来定义系统中各种操作的流程和控制规则，包括启停、开关控制等等。
•人机界面程序：用来实现系统的人机交互，包括监控和调节操作。
实现方法根据该系统的硬件和软件组成，我们可以采用以下步骤进行实现：1.设计元件接线图：根据系统中各个元件的功能以及PLC控制器的指令集，设计出元件之间的连接关系。
2.编写逻辑控制程序：根据系统的实际需求，编写相应的逻辑控制程序，包括实现启停、开关控制等等。
3.设计人机界面程序：根据实际需要，设计一个人机交互界面，用来实现对系统的监控和调节操作。
4.进行调试和测试：将系统进行实现后，进行调试和测试，确保程序和硬件能够协同工作，并且满足系统的各项功能要求。
过程控制课程设计
过程控制课程设计设计目的该课程设计旨在通过学生对过程控制的理解和操作，培养学生的控制思维和控制技能，进一步提高学生的实验能力和动手能力。
学生在课程设计中将学习到以下内容：•理解基本的控制理论和方法；•学会使用常见的控制器和传感器；•掌握实验过程中的问题分析与解决能力；•熟悉控制系统的建模和仿真；•了解实际工业控制应用。
设计内容该课程设计的主要内容为：使用Arduino单片机，设计一个智能温度控制系统。
设计要求1.通过调节加热器的开关，使得温度设置值与实际温度值尽可能相等；2.使用温度传感器采集实时温度，并使用数码管显示实时温度；3.设计一个PID控制器，实现自动调节；4.设计一个可调节的电位器，用于调节PID控制器的P、I、D三个参数。
设计步骤步骤1：硬件接口设计由于该课程设计需要使用Arduino单片机，因此需要进行硬件接口设计。
需要设计的接口有：•数码管模块接口；•温度传感器模块接口；•电位器模块接口；•加热器模块接口。
步骤2：控制系统建模和仿真在该设计中，需要通过建模和仿真来了解控制系统的各个部分。
需要进行的仿真工作包括：•建立温度传感器的数学模型；•建立加热器动态响应模型；•建立PID控制器模型。
步骤3：软件部分设计在实际操作中，需要使用软件来调节控制参数和显示实时温度。
需要进行的软件部分设计包括：•设计数字温度读取程序，实现从温度传感器传入数值；•设计PID控制器程序，实现调节控制器参数；•设计加热器控制程序，实现控制加热器的开关；•设计数码管显示程序，实现温度的实时显示。
步骤4：实验验证在完成硬件接口设计和软件部分设计后，需要进行实验验证。
在实验中需要进行以下操作：•设置温度值；•调节PID控制器参数；•查看实时温度数值；•记录和分析实验结果。
设计效果该课程设计通过实际的过程控制系统设计和实验，对学生进行了一次综合实践培训，有效地提高了学生对过程控制的理解和应用能力。
同时，该设计涉及到了硬件设计和软件开发两个方面，对学生的动手能力和编程能力也有很好的锻炼和提高。
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课程设计报告(2013--2014年度第1学期)名称：过程控制课程设计题目：主汽压力控制系统院系：自动化系专业：自动化1004班设计周数：1周姓名学号分工成绩成员李林芸201009030110 被控对象动态特性分析；画控制原理图；张振超201002020425 控制系统仿真实验，控制器参数整定包周琦201002020402 画SAMA图、画控制系统工艺流程图芦翔201002020411 写课程设计报告、总结日期：2014 年1 月03 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指导教师：2014年1 月3 日一、课程设计的目的与要求通过对主汽压这一实际工业过程对象的具体分析，优化设计控制方案、选择合理的仪表，绘制控制原理图、工艺流程图、SAMA图，对设计的系统进行仿真试验并进行整定，并编写设计说明书的实际操作，加深对实际热工对象的理解，对控制方案的选择，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、设计正文1．基本任务和要求：任务：1.维持主汽压力在一定的范围内。
2.维持稳定的燃烧量。
要求：1.了解实现燃料全程控制的关键技术；2. 根据主汽压力对象特性选择相应的控制系统结构独立设计一套完整的控制系统SAMA图，并在matlab上仿真验证系统设计的可行性。
2.对象：锅炉主蒸汽压力作为表征锅炉运行状态的重要参数，不仅直接关系锅炉设备的安全运行，而且汽压是否稳定反映了燃烧过程中的能量供需关系。
在单元制运行状态下，锅炉的蒸汽压力值与机组的运行状态及运行方式有关，即锅炉的汽压控制与汽轮机的负荷控制是相互影响的。
而且，就锅炉而言，燃烧过程控制的主要任务是维持汽压稳定，其关联参数还有维持燃烧过程经济性的氧量信号和关系锅炉安全运行的负压参数，这三个参数的调节互相影响。
所以说，影响主汽压稳定的因素是多方面的，本课设的分析是以给煤量扰动为主，汽轮机耗汽量（代表负荷）作为外部负荷扰动，以此作为主汽压控制系统的设计和分析依据。
1）主汽压被控对象数学模型汽压调节对象生产流程如图1所示，其对象由五个环节组成。
工质（水）通过炉膛吸收了燃料燃烧的热量，不断升温，不断产生饱和蒸汽汇集于汽包内，最后经过过热器称为过热蒸汽，输送到汽轮机做功。
（1）燃烧环节给煤量M 与释放热量Q 的传递函数为：从式中可以看出此过程为纯迟延环节，K 为燃烧环节系数。
（2）吸热蒸发环节此环节中锅炉总吸热量包括两部分，一部分被过热器带走（D ），一部分为锅炉蓄热的增量（Pb ），其传递函数为：式中Cb ——蓄热系数，反映锅炉的蓄热能力； Pb ——汽包蓄热，为汽包压力的函数； D ——主汽流量带走的热量； Dq ——总吸热量。
（3）受热面阻力环此环节的传递函数为：grm b R s P s P s D s G 1)()()()(=-=（4）蒸汽流量环节此环节为主汽压力Pm 与锅炉蒸发量D 及汽机总耗汽量Dt 之间的物质平衡关系环节传递函数为：)(1)()()()(s G s D s D s P s G m t m =-=（5）主汽压与耗汽量关系环节采用功率控制以维持汽机功率为给定值的系统，耗汽量只与负荷有关而与主汽压力无关，即负荷变化对于主汽压力来说是一个外部扰动，公式如下： p t K s Pt s D s G ==)()()( 式中，Dt 为主汽流量；Pt 为主汽压力。
2）汽压调节对象的动态特性：主汽压力是衡量蒸汽量与外界负荷两者是否相适应的一个标志。
主蒸汽压力pt 受到的主要扰动来源有二：其一是燃料量扰动称为基本扰动或外部扰动。
(1)内扰下汽压调节对象的动态特性由于给煤机提供煤粉量不均匀以及煤的质量（发热量）发生变化，引起了燃料量的变化，记作B μ∆。
当B μ∆作阶跃增加后，炉膛热负荷立即增大，致使汽包压力d p 上升，压差（T d p p -）增大，就使蒸汽流量D 增加。
由于汽机调门开度不变，主汽压T p 将随着蒸汽的积累而增大。
T p 的升高又会使蒸汽通向汽轮机的流出量增加，最终达到新平衡。
图2表示了内扰下汽压的动态特性。
可以看出此过程具有自平衡特性，其传递函数可以写为sp p p es T K s τ-+=1)(G 。
（2）外扰下汽压调节对象的动态特性外部扰动是指电网负荷变化的扰动，他是通过改变调气门开度g μ，使汽轮机进气量D 变化而施加的扰动。
图3表示了在g μ作阶跃扰动时汽压的响应曲线。
当g μ∆阶跃变化增大，汽机进气量突然增加，致使主汽压力T p 跳跃的下降T p ∆。
此时由于燃料量不变，蒸汽量的增加使汽包压力d p 开始缓慢下降，主蒸汽压力T p 也跟这缓慢下降，并导致蒸汽量逐渐回降，最后回到扰动前的数值。
指响应过程，蒸汽量的暂时性上升是靠消耗存储在蒸发受热面，过热器受热面和管道中的热量而获得的。
由于蓄热量被消耗掉一部分，稳定后的压力d p 和T p 会比扰动前的数值低。
汽压动态响应呈现出自衡特性，起传递函数可以写为]1[)(++-=s T KA s G p p 其中A 是指g μ∆在做单位阶跃扰动时，主气压的突跳值。
在外扰的开始瞬间，主汽压力会有阶跃变化，不存在迟延，因而可以很快的反应外部扰动。
2.设计方案：电厂锅炉燃烧控制系统的主要任务是维持主蒸汽压力的稳定。
从汽压的产生过程可知，影响汽压稳定的主要因素为以燃料量为代表的燃烧率扰动（内扰）和以汽轮机耗汽量为代表的外界负荷扰动（外扰）。
而锅炉入炉燃料至主蒸汽压力通道本身具有大滞后特性，将影响燃烧控制系统的抗干扰能力。
因此寻找一个能够快速反映入炉燃料量变化的物理量，是改善锅炉大滞后特性的最佳途径。
目前主要有以下几种测量技术：1）热量信号：热量信号是蒸汽流量与汽包压力导数的加权和。
它测量的是进入炉膛的燃料燃烧后的发热量，是间接测量进入炉膛燃料量的一种方法。
热量信号虽然能快速反映入炉燃料量的变化，但是在汽轮机采用频率——功率控制系统中，应用效果不理想。
2）给粉机转速：对中间储仓式制粉系统的锅炉，可采用给粉机转速来间接代表燃料量。
但是给粉机转速不能反映煤粉自流等因素的影响。
由于煤粉自流，同样的转速，给粉量却可能不一样，这种偏差只有在影响到主蒸汽压力或机组负荷时，才能通过改变燃烧率指令去消除煤粉自流等因素的影响。
3）磨煤机出口差压：对直吹式制粉系统的锅炉，可用磨煤机进出口差压来近似代表燃料量，这是从假定磨煤机出力与进出口差压的平方根成正比为前提的。
但是，影响磨煤机进出口差压的因素很多，如煤种、一次风量和磨煤机工况等，而且该信号的波动也较大。
4）给煤机转速：对于直吹式制粉系统的锅炉，也可用给煤机转速求出燃料量。
在要求给煤机转速调节良好的同时，还应考虑到煤层密度、厚度对燃料量的影响，才能使给煤量与转速之间保持确定的关系。
5）煤流量信号：在耐压式计量给煤机中，分别装设了荷重传感器和速度传感器，将荷重传感器输出信号（kg/m）。
这是直接测量入炉燃料量的方法，但是，它也要受到煤质突然变化等因素的影响，使煤流量信号测量误差较大。
6）炉膛热辐射能：燃料量在炉内燃烧时会立即释放出能量，这个过程是很快的，例如，煤粉炉内的煤粉在炉膛内停留时间一般在2s左右，因此，炉内热辐射能能够快速反映入炉燃料量的变化。
分析：给定的对象为U为控制器输出，n为给粉机转速输出，D为主蒸汽流量，P T为主汽压因此选择给粉机转速作为给煤量的测量信号。
系统原理图如下由于考虑到蒸汽流量对系统的影响，可以将该控制系统原理图改进如下：根据已知条件：扰动通道传递函数为： 151)(+-=S s G d 燃料量调节器：P=20； 锅炉传递函数：5)130(5)(+=S s G p则通过计算，可求得前馈补偿器为：)15(100)130()(5++=s s s G ff分析：本系统主对象为高阶惯性环节，而扰动通道仅是一个一阶小惯性环节，因此，在没有适当的前馈补偿器的情况下，系统无法消除蒸汽流量对系统造成的扰动，而且该前馈补偿器在工程上是无法实现的。
因此，本次主汽压力控制系统设计不添加前馈控制，仅根据第一种设计方案进行设计。
1.完成控制系统工艺流程图（1）控制设备及工作流程：系统采用串级控制，内回路采用P 控制规律。
在主管道对主蒸汽压力采样后经主变送器送到主调节器，与规定值进行比较后送到副调节器。
副调节器再与经过副变送器反馈回来的信号（给粉机转速）进行比较，然后再对给粉机转速n 控制，从而完成对送煤量的控制，最终达到对主压力的调节控制。
（2）系统主要取样点：主蒸汽管道的主蒸汽压力Pt ，燃料量B （给粉机转速n ）。
控制工艺流程图如下：SAMA图见附录在对于中储式给粉机的控制中我们采用的是一层四个角上的设计，所以没有加偏置器来改变不同的给粉需求。
在报警方面：1、是对主气压力信号、蒸汽流量信号、燃料量信号的质量检测，如果这些信号出现问题则报警。
2、是对于主气压力信号和给定的主气压力值进行比较，如果两者差距过大则报警。
3、是对于给粉机的输出信号的检测，如果该信号异常则报警。
在系统报警之后则把系统切入手操状态通过手动调整让该系统达到稳态。
2.根据控制原理图，进行控制系统仿真实验，验证系统结构的合理性，并进行控制器参数整定；（1）判断调节器正反作用：内回路：先断开主回路，根据内回路为负反馈，而且除控制器外其他增益均为正，则为保证整个内回路增益为负，则控制器增益应为正，此时内回路的控制器为反作用；所以副调节器为反作用。
外回路：同上一步骤，由除外回路控制器的其他增益之积为正，则为保证整个外回路为负，则控制器增益应为负，此时外回路控制器为正作用；因此，主回路控制器为正作用。
（2）主汽压力控制系统的参数整定：根据第五章学校的串级回路的整定方法：首先进行内回路整定，断开主回路，按照单回路的正定方法进行整定，内回路采用的是ψ在0.75·0.9之间（根据实验中整定的经验让ψ尽可能的接近0.9，P调节，调节后应满足这样在接入主回路过程中，对主回路的整定相对来说会容易一些）。