MATLAB作业——工业炉温控制系统为例概述
基于MATLAB的炉温控制综述
基于MATLAB的炉温控制综述炉温控制在工业生产中具有重要的作用，可以实现炉子的安全运行和产品质量的稳定。
因此，炉温控制的研究一直是一个热点。
本文主要介绍了基于MATLAB的炉温控制的一些综述，包括炉温控制的基本原理、常用控制策略和MATLAB在炉温控制中的应用等方面。
1. 炉温控制的基本原理炉温控制的基本原理是通过控制炉内的供暖方式来控制炉内温度。
在工业生产中，常见的供暖方式有电热、燃气、燃油等。
炉温控制的主要任务是使炉内温度稳定在设定值附近，并能在一定的范围内波动。
炉温控制的难点在于炉内温度的变化是一个复杂的非线性过程，需要通过对热力学原理和物理学原理的研究来进行控制。
2. 常用的炉温控制策略常用的炉温控制策略包括PID控制、模糊控制、自适应控制等。
（1）PID控制PID控制是一种广泛应用的控制策略，通过对系统的误差、偏差和变化率进行计算来控制系统。
PID控制可以实现对炉温的精确控制，但由于炉内温度变化非常复杂，常常需要对PID控制进行优化才能得到令人满意的控制效果。
（2）模糊控制模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制策略，适用于变化性较大的控制系统。
模糊控制比PID控制更加灵活，可以根据实际情况对控制规则进行调整。
但模糊控制的缺点在于需要建立复杂的规则库，难以应用于不同类型的控制系统。
（3）自适应控制自适应控制是一种能够自行调整控制策略的控制方法。
自适应控制可以根据炉内温度变化的情况自动调整控制参数，从而实现对炉温的精确控制。
但自适应控制需要建立精确的模型，且系统复杂度较高，实现起来比较困难。
MATLAB是一种功能强大的科学计算软件，广泛应用于动态系统的建模和仿真等方面。
在炉温控制中，MATLAB可以通过建立热力学模型和控制模型来进行仿真和优化。
在控制策略的选择和优化方面，MATLAB提供了丰富的函数库和工具箱，如PID控制工具箱、模糊逻辑工具箱等。
通过MATLAB可以进行系统建模和控制器参数调整等操作，从而优化炉温控制系统的性能。
加热炉温度串级控制系统设计
加热炉温度串级控制系统设计摘要：温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统，电焊机的温度控制系统等。
加热炉温度控制在许多领域中得到广泛的应用。
生产自动控制过程中 ,随着工艺要求 ,安全、经济生产不断提高的情况下 ,简单、常规的控制已不能适应现代化生产。
传统的单回路控制系统很难使系统完全抗干扰。
串级控制系统具备较好的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量，因此在复杂的过程控制工业中得到了广泛的应用．对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述，设计了加热炉串级控制系统，并将基于MATLAB的增量式PID算法应用在控制系统中。
结合基于计算机控制的PID参数整定方法实现串级控制，控制结果表明系统具有优良的控制精度和稳定性。
关键词：干扰串级控制主回路副回路Abstract:Automatic control of production process, with the technical requirements, security, economic production rising cases, simple, conventional control can not meet the modern production. The traditional single-loop control system is difficult to make the system completely anti-interference. Cascade control system with good anti-jamming capability, rapidity, flexibility and quality control, and therefore a complex process control industry has been widely used. Cascade control system of the characteristics and the main and sub-loop design was elaborate, designed cascade control system, furnace, and MATLAB-based incremental PID algorithm is applied in the control system. Combination of computer-based control method to achieve PID parameter tuning cascade control, control results show that the system has excellent control accuracy and stabilityKeywords:Cascade control, interference, the main circuit, the Deputy loop目录1.前言 (2)2、整体方案设计 (3)2.1方案比较 (3)2.2方案论证 (6)2.3方案选择 (7)3、串级控制系统的特点 (8)4. 温度控制系统的分析与设计 (9)4.1控制对象的特性 (9)4.2主回路的设计 (10)4.3副回路的选择 (10)4.4主、副调节器规律的选择 (10)4.5主、副调节器正反作用方式的确定 (10)5、控制器参数的工程整定 (12)6 、MATLAB系统仿真 (13)6.1系统仿真图 (13)6.2副回路的整定 (15)6.3主回路的整定 (16)7.设计总结 (18)【参考文献】 (19)1.前言随着我国国民经济的快速发展，加热炉的使用范围越来越广泛。
基于matalab温度控制系统设计论文初稿
第二章 被控对象及控制策略控制系统意味着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、结构或其他设备内任何感兴趣或可变化的量。
控制系统同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。
控制系统使被控制对象趋于某种需要的稳定状态。
2.1被控对象本文的被控对象电烤箱或者电炉的温度。
设计目的是要对它的温度进行控制，达到调节时间短、超调量为零且稳态误差在±1℃内的技术要求。
在工业生产过程中，控制对象各种各样。
理论分析和实验结果表明:电加热装置是一个具有自平衡能力的对象，可用二阶系统纯滞后环节来描述。
然而，对于二阶不振荡系统，通过参数辨识可以降为一阶模型。
因而一般可用一阶惯性滞后环节来描述温控对象的数学模型。
所以， 电烤箱模型的传递函数为：1)(+•=-TS e K S G s τ（2-1）式（2-1）中 K-对象的静态增益T-对象的时间常数τ-对象的纯滞后时间目前工程上常用的方法是对过程对象施加阶跃输入信号，测取过程对象的阶跃响应，然后由阶跃响应曲线确定过程的近似传递函数。
由于本文是对温度控制系统的控制方式（采用什么样的控制器）优劣的探究，所以对于控制对象不是主要的研究对象，这里取三组控制温度控制对象的模型)(S G 如下：1220)(5.01+=-S e S G s se 5.0-1420)(5.02+=-S e S G s)14)(12(20)(5.03++=-S S e S G s2.2 控制策略分别设计PID 和Fuzzy 控制器，并做多层次不同比较各自性能，得出最优控制方法。
其中Yd=1, 1)()2)0.1t d ξ⎧=⎨=⎩白噪声 方差0.0001确定干扰,采样周期为0.1s.2.3 控制器的模型2.3.1 PID 控制器的模型与设计)(11)(s E S T S T K s U d i p ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=或写成传递函数形式：)11()()()(S T ST K S E S U S G d i p p ++==公式中U(s)和E （s ）分别是u （t ）和e （t ）的拉氏变换，其中p K 、i T 、d T 分别控制器的比例系数、积分时间常数、微分时间常数。
电加热炉的炉温控制系统
G s
四、
T s 1 U s TS 1
控制系统的控制器模型设计
1.放大器控制部分 ：将热电偶测量的实际炉温和给定温度电压信号比较后的偏差 信号 u 进行放大的控制环节，其传递函数为
G1 s K
2.电动机调控部分 ：偏差电压信号驱动电动机正向或反向旋转产生角速度，其传
则可知开环传递函数为
G0 s G s H s
i TmTTi s3 TmT TmTi TTi s 2 Tm Ti T s 1
TmTTi s 3 TmT TmTi TTi s 2 Tm Ti T s 1
此系统具有良好的稳态性能 2、控制系统的开环函数根轨迹分析
G0 s
由开环传递函数为
7.2 2s 1 3s 1 s 1
得被控对象的极点为
p1 1
，
p2 0.5 ， p3 0.333 ；零点为无穷远处。且当开环增益从零变到无穷过程中到达
某一特定值时， 根轨迹可能会会穿越虚轴进入右半 s 平面， 因此该系统对部分开环增益 值是稳定的。 3、 频域稳定性分析
给定温度 放大器 电动机 齿轮系 测速发电机 电炉的实际温度
热电耦
2、
要求控制电炉内的温度尽量保持恒定状态下， 产生偏差电压后执行元件反应
尽可能快，调整温度过程尽量平稳，保证温度的电压信号偏差保持在正负 0.2v 范围内
为理想控制状态。 3、 控制系统控制过程分析：
当经电热器加热的电炉实际温度 T 与给定电位计电压 热电偶输出电压
3
五、
MATLAB 仿真图
六、
1)
控制系统的性能分析
稳态性能分析 1、 稳态误差分析
基于组态王和MATLAB的温度控制系统
基于组态王和MATLAB 的温度控制系统姓名：班级：学号：一、系统简介组态王是运行在Windows98／NT／2000上的一种工业组态软件，提供了多种I／0驱动程序，可以直接使用变量名读写I／O设备⋯，把下位机的信息实时地传送到上位机中。
但是，在许多工业监控系统中，上位机不仅要实现人机交互的功能，还需要执行控制算法，实现对下位机的实时控制。
组态王的命令语言是一段类似C语言的程序，其编程环境较弱，很难实现复杂的控制算法，因此有必要借助其他软件环境实现系统的控制算法。
MATLAB语言是目前工程界流行最广的一种科学计算语言。
利用MATLAB可以设计先进、复杂的控制算法，将人们从繁琐、复杂的底层编程中解放出来，从而提高编程效率。
本研究在锅炉水温监控系统中采用组态王构成系统的软件平台，完成数据的实时采集和处理，实现人机对话和以动画的方式显示控制设备的运行状态等监控功能。
同时，采用MATLAB语言作为后台程序扩充组态王的编程功能，实现系统的模糊控制算法。
二、监控系统的组成2.1监控系统的硬件组成锅炉水温监控系统结构如图1所示，其系统的工作过程如下：(1)温度传感器PTl00检测出锅炉水的温度信号，经温度变送器将温度信号转换为相应1—5V的模拟量信号，该量经A／D板卡PCL812PG 转换成对应的数字量信号送上位机显示和处理。
(2)在上位机中将检测的温度信号与上位机中设定的温度值进行比较，产生控制器的输人变量(如温度偏差和温度偏差变化率)，由控制器计算后输出控制量信号u。
(3)控制量U经过数字量输出板卡PCL726转换为对应的4～20mA 的模拟量信号，送控制装置中SCR可控硅模块执行，SCR模块通过控制可控硅来调节电阻丝两端的电压，对系统的温度进行控制，最终使锅炉温度达到设定值。
图1锅炉水温控制系统结构框图2.2监控系统的软件组成监控系统的软件结构由两个模块组成：前台运行的监控界面模块由组态王开发，以模拟控制系统动态运行为主，生动直观地显示各个变量的各种信息，并实现数据实时采集、人机对话和数据记录等功能；后台运行的数据处理模块以MATLAB语言为开发环境，实现系统的控制算法，产生系统执行机构的控制变量。
实验八炉温控制系统的设计
实验八 炉温控制系统的设计一、设计目的1、了解被控对象数学模型建立的方法；2、掌握PID 控制的基本原理； 4、掌握PID 参数整定的两种方法；3、掌握Matlab/Simulink 在控制系统设计中的应用。
二、设计要求电炉是一个特性参数随炉温变化的被控对象，炉温控制具有单向性、大惯性、大滞后、时变性的特点。
设计PID 控制器，当系统处于平衡状态时，通过调节PID 控制器的比例系数p K 、积分时间系数i T 和微分时间D τ，炉温稳定在给定值，从而实现了电炉的温度控制。
三、设计任务3.1电炉数学模型一般将电阻炉视为一阶惯性环节加滞后的对象，其传递函数为s e Ts K s G τ-+=1)(。
其中：T 为电炉的时间常数，T=RC （C 为电炉热容，R 为热阻）；K 为比例系数；τ为纯滞后时间，单位s ；S 为复频域连续函数。
系数T 、K 、S 对于不同的被控对象，其数值有所不同。
现有一台50kW 箱式电阻炉，其T=360、K=8、τ=180s 。
3.2电炉控制系统框图常用电阻炉炉温控制系统如图1所示，其中PID 控制器是应用最广泛、最成熟的一种调节器。
图一 电阻炉炉温控制系统 3.3 PID 校正前系统响应分析（要求：采用Matlab/simulink 建立模型，绘制阶跃响应曲线，分析系统是否稳定） 1、 Matlab/simulink 建立模型 2、 绘制阶跃响应曲线 3、 分析系统是否稳定？3.4 PID 控制器设计PID 控制器的传递函数为)11()(s sT K s G D i p c τ++=，其中，p K 为比例常数，i T 为积分时间常数，D τ为微分时间常数。
一、Ziegler-Nichols 整定---反应曲线法反应曲线法是根据系统在开环状态下的动态特性，估算对象特性参数。
其中K 为控制 对象的增益，L 为等效滞后时间，T 为等效时间常数，然后根据表1的经验值选取控制器参数。
基于Matlab的PID温控系统的设计与仿真
基于Matlab的PID温控系统的设计与仿真摘要在Matlab6.5环境下,通过Matlab/Simulink提供的模块,对温度控制系统的PID控制器进行设计和仿真。
结果表明,基于Matlab的仿真研究,能够直观、简便、快捷地设计出性能优良的交流电弧炉温度系统控制器。
关键词温度系统数学模型;参数整定;传递函数在钢铁冶炼过程中,越来越多地使用交流电弧炉设备,温控系统的控制性能直接影响到钢铁的质量,所以炉温控制占据重要的位置。
PID控制是温控系统中一种典型的控制方式,是在温度控制中应用最广泛、最基本的一种控制方式。
随着科学发展,各行各业对温控精度要求越来越高,经典PID控制在某些场合已不能满足要求,因而智能PID控制的引入是精密温控系统的发展趋势。
为了改善电弧炉系统恒温控制质量差的现状,研制具有快速相应的、经济性好的、适合国情的恒温控制装置具有十分重要的意义。
1温控系统模型的建立在Matlab6.5环境下,通过Simulink提供的模块,对电弧炉温控系统的PID控制器进行设计和仿真。
由于常规PID控制器结构简单、鲁棒性强,被广泛应用于过程控制中。
开展数字PID控制的电弧炉控制系统模型使应用于生产实际的系统稳定性和安全性得到迅速改善。
1.1温控系统阶越响应曲线的获得在高校微机控制技术实验仪器上按以下步骤测得温度系统阶越响应曲线:1)给温度控制系统75%的控制量,即每个控制周期通过X0=255×75%=191个周波数,温度系统处于开环状态。
2)ATMEGA32L内部A/D每隔0.8s采样一次温度传感器输出的电压值,换算成实际温度值,再通过串口通讯将温度值送到电脑上保存。
使用通用串口调试助手“大傻串口调试软件-3.0AD”作为上位机接收数据并保存到文件“S曲线采集.txt”中。
3)在采集数据过程中,不时的将已经得到的数据通过“MicrosoftExcel”文档画图,查看温度曲线是否已经进入了稳态区;根据若曲线在一个较长时间里基本稳定在一个小范围值内即表明进入稳态区了,此时关闭系统。
基于MATLAB的锅炉水温与流量串级控制系统的设计
基于MATLAB的锅炉水温与流量串级控制系统的设计目录摘要 (1)Abstract (2)1 概述 (3)1。
1过程控制 (3)1。
2串级控制系统 (5)1。
3 MATLAB软件 (6)1。
4 MCGS组态软件 (7)2 PID控制器原理 (9)2.1 PID控制器简介 (9)2.2 PID控制系统 (10)2。
3 PID控制参数的整定及方法 (11)2。
3。
1 PID控制参数的整定简介 (11)2.3。
2 PID控制参数整定方法 (11)3 建立被控对象模型 (14)3.1 被控对象建模 (14)3。
2 测量被控对象阶跃响应曲线 (15)3.3求取被控对象传递函数 (16)4 控制方案的设计及仿真 (21)4.1 设计控制系统框图 (21)4.2 Simulink控制系统仿真 (22)4.3仿真结果分析 (23)4。
4 串级控制与单回路控制系统抗干扰性能仿真 (25)5 结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录：英语资料及译文 .................................................. 错误!未定义书签。
摘要本设计针对锅炉温度控制问题，综合应用过程控制理论以及近年来兴起的仿真技术、计算机远程控制、组态软件，设计了锅炉温度流量串级控制系统。
首先,通过实验法建立锅炉的数学模型,得到锅炉温度与进水流量之间的传递函数，通过对理论设计的控制方案进行仿真，得到较好的响应曲线,为实际控制系统的实现提供先决条件。
其次，使用智能仪表作为控制器，组建现场仪表过程控制系统，通过参数整定，得到较好现场控制效果。
再次，实现积分分离的PID控制算法。
关键词：水温流量串级控制系统 PID控制仪表过程控制系统计算机过程控制系统AbstractThe purpose of this thesis is to design the liquid level's concatenation control system of the double capacity water tank。
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控制工程基础大作业MATLAB软件应用2016年秋季学期专业名称：机械设计制造及其自动化专业班级：姓名： Sun Light Tomorrow学号：授课教师：成绩：一、教学目的：使学生能够掌握现代工程工具MATLAB软件使用的基本方法，能够应用MATLAB软件对控制系统进行建模及性能分析。
二、内容要求：1.控制系统建模（1）确定所研究的闭环反馈控制系统，清晰表述系统的具体工作原理及参数条件；（同学们可以通过查阅相关的文献资料、生活或者工程实践中的实际案例确定自己所研究的闭环反馈控制系统）（2）绘制闭环反馈控制系统的职能方框图、函数方框图，并建立系统的传递函数形式的数学模型。
2．应用MATLAB软件进行控制系统性能分析针对所选定的闭环控制系统，应用MATLAB软件完成以下工作：（1）控制系统频域特性分析分别使用nyquist函数和bode函数绘制系统的开环奈奎斯特图和开环波德图，并附程序清单。
（2）控制系统稳定性分析判定控制系统的稳定性，并进行控制系统相对稳定性分析，计算稳定性裕量，并附程序清单。
（3）控制系统时域特性分析使用step函数绘制控制系统的单位阶跃响应曲线，分析控制系统响应的快速性指标，分析比较结构参数变化对系统性能的影响，并附程序清单。
三、作业书写注意事项：1．封皮格式按照此模板内容，不必更改，完整填写相应的个人信息；2．正文按照第二部分内容要求的顺序分项书写，给出运行结果并附上完整的编写程序清单（同时提交电子版程序）；3．本模板及要求保留，另起一页书写正文的内容成果，A4纸双面打印，左侧装订；4.杜绝抄袭，如果雷同，按照零分计；5.采用十分制记分，抽查答辩。
一、控制系统建模（炉温控制系统） 1.1原理简述炉温自动控制就是根据炉子的实际温度与设定温度的偏差，自动接通或断开供给炉子热源，以及连续改变热源功率的大小，使炉温稳定在给定范围之内，以满足热处理工艺的需要。
在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压正好等于给定电压。
此时，偏差信号∆u 为0，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使电阻丝电压保持一定的数值。
这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。
1.2系统职能方框图1.3具体工作原理及函数方框图 1.具体工作原理 （1）热电偶温度单元有热敏元件构成，热敏元件的输出端电压的大小正比于所测温度的大小。
且灵敏度系数和给定单元一样为e K 。
故所测电压为f U 为：lne Af B K N U es N =（2）比较单元比较单元将给定信号与实际信号相比较，得出差值信号，也就是负反馈。
该系统是将()r U s 和()f U s 串联反极性相连接来实现的，其中()()e r f U U s U s =-（3）放大器将偏差信号按比例放大。
()()()c ae U s G s K U s ==（4）执行电机放大器的输出电压作为电机的输入电压对电机进行调速控制。
电机的传递函数求解如下： 电枢回路电压平衡方程()()()a a aa a adi t u t L R i t E dt =++式中a E 是电枢旋转时铲射的反电势,其大小与激磁磁通成正比,方向一样电枢电压()a u t 相反,即()a e m E C t ω=,e C 是反电势系数。
电磁转矩方程()()m m a M t C i t =式中，m C 是电机转矩系数；()m M t 是电枢电流产生的电磁转矩。
电动机轴上的转矩平衡方程()()()()m mm m m c d t J f t M t M t dt ωω+=-式中，m f 是电动机和负载折合到电动机轴上的粘性摩擦系数；m J 是电动机和负载折合到电动机轴上的转动惯量。
由上式中校区中间变量()a i t ，a E 及()m M t ，便可得到以()m t ω为输出量，()a u t 为输入量的直流电动机微分方程：22()()()()()()()()m m a m a m a m a m m e m c m a a a c d t d t L J L f R J R f C C t dt dtdM t C u t L R M t dt ωωω++++=--在工程应用中，犹豫电枢电路电感aL 较小，通常忽略不计，因而上式可简化为()()()()m mm m a c c d t T t K u t K M t dt ωω+=-式中，()m a m a m m e T R J R f C C =+是电动机的时间常数；()m m a m m e K C R f C C =+， ()c a a m m e K R R f C C =+是电动机传递系数。
()()()()2m mm b a c dw t T w t K u t K M t dt +=-式中()c M t 可视为负载扰动转矩。
根据线性系统的叠加原理，可分别求()a u t 到()m w t 和()c M t 到()m w t 的传递函数，以便研究在()a u t 和()c M t ，分别作用下的电动机转速()m w t 的性能，将他们叠加后，便是电动机转速的相应特性。
为求()()m a s U s Ω，令()0c M t =，则有()()()m m m b a dw t T w t K u t dt+=在初始条件下，对上式进行拉氏变换得故传递函数为（5）减速器减速器是一个比例环节，将伺服电动机的角速度变换成为阀门的开度ϕ。
设阀门关闭时的角度为零，全部打开的角度为mϕ，传递关系为变比系数1i。
故 ：（6）调压器调压器是一个比例环节，将齿轮转过开度转化为调压器的电压，齿轮转过一定的角度对应一定的电压，因此传递函数为：（7）电炉一般将电路看做一节惯性环节，其传递函数为：()1dK G s Ts =+其中：T 为电炉的时间常数，T=RC(C 为电炉热容，R 为热阻)；dK 为比例系数；s 为负频域连续函数。
2.函数方框图根据以上各环节的输入输出关系及系统的结构框图可求得传递函数如下：111()ln 1(1)(1)b dacm Aa b c d e Bm K K K K T s i Ts G s NK K K K K N i T s Ts es++=+++(1)(1)ln 1(1)(1)a b c d m A a b c d e B m K K K K i T s Ts N K K K K K N ies T s Ts ++=+++故系统的开环传递函数为系统的闭环传递函数为根据实际情况取放大系数3a K =，传递系数5b K =，电机时间常数， 比例系数1125i =， 2c K =，2d K =， ,,，3e K =由传递函数得到二、系统的频域特性稳定性分析 2.1控制系统频域特性分析 系统的闭、开环传递函数分别为：2.1.1系统的奈奎斯特图 系统的开环传递函数为由此可知，其奈奎斯特图始于（-6.124，-j ∞），经过原点，终于（-6.124，j ∞），奈奎斯特图如下：2.1.2系统的波徳图经计算幅频特性曲线经过点（0.01，45.56），相频特性图经过点（1，-190.24），其波徳图为：2.2控制系统稳定性分析程序如下：num=[0,0,161.64]den=[134.952，275.191,85.225,0]nyquist(num,den)从图中看其奈奎斯特图曲线经过（-6.11，-100）与（-6.11,100） 两点，验证了曲线始于点（-6.124，-j ∞）终于（-6.124，j ∞）的分析。
程序如下：num=[161.64]den=[134.952,275.191,85.225,0]w=logspace(-2,2,1000)bode(num,den,w)由波徳图可知幅频特性曲线经过了点（0.01,45.6），相频特性图曲线经过点（0.995，-190），验证了计算分析。
系统的开、闭环传递函数为：2.2.1劳斯判据 系统的特征方程为:特征方程的系数不缺项且大于0，故劳斯表为：从上面的劳斯表可以看出，第一列的各元素的数值全部为正数，所以系统是稳定系统。
2.2.2奈奎斯特频率稳定性分析2.2.3对数频率稳定性分析该系统的开环右极点P=0，且在波徳图中，幅频特 性与相频特性曲线均为单调变化，由图可知幅频特性比相频特性后交于横轴，即由开环传递函数可知，该系统的开环右极点数为0，故p=0，在左边的奈奎斯特图上，当P （w ）= -1时，曲线并不经过（-1，j0）点，而是关于该点对称，故系统的奈奎斯特曲线不包围（-1，j0）点，所以N=0，而闭环右极点数Z=N+P 显然Z=0，则该系统稳定。
故系统稳定。
2.2.4相对稳定性分析由以上分析可知，该系统虽然是稳定系统，但稳定程度不高，奈奎斯特曲线并没有远离点 （-1，j0），所导致其相位裕量与幅值裕量并不高，且相位裕量没有达到工程上的30°至60°的要求。
三、控制系统时域特性分析 3.1系统降阶由于三阶系统分析较为麻烦，故先分析系统的闭环零极点看是否能够降阶。
用matlab 软件绘制出系统闭环传递函数的零极图如下：幅值裕量，令零极点图程序如下：num=[0,613.62,0]；den=[134.952,275.191,85.225,161.64]；pzmap(num,den)3.2系统的单位阶跃响应系统的闭环传递函数为阶跃响应曲线如下：程序如下：num=[0.5929]; den=[1,0.019,0.5929]; G=tf(num,den); step(G);3.3二阶系统的性能指标分析系统的单位阶跃响应如下图所示相关性能指标计算：四、系统校正前面所述的系统的相位裕量，幅值裕量，没有达到工程上的要求，在该系统中加入一个超前校正网络可以提高相位裕量与幅值裕量。
（1）计算需补偿的相位超前角m（2）计算衰减率（3）由求的值（4）由的值在系统开环伯德图上确定新的开环截止频率（5）其他参数的确定由可知，故校正传递函数此时G(s)的增益为（为衰减的），如串联到系统中则会使低频增益衰减，为保证系统增益值不受影响，使增益提高，故最终的传递函数为,系统校正后的总的开环传递函数为校正后系统的各图如下：在幅频特性图上找到线，找出所在位置频率，然后在相频特性图上找出所在频率的相角，此时校正系统后相位裕量，由图可以确定新的截止频率校正后的系统相位裕量，符合提高相位裕量要求。
校正后的零极点图奈奎斯特图阶跃响应曲线 波徳图校正后的零极点图参考文献[1]曲云霞．控制工程基础【第二版】．北京：中国升量出版杜，2010.7[2]柯勇.炉温的自动控制系统[B].工业计量，2001年第1期．[3]张科．工业炉温自动控制系统. 百度文库,未知．。