课 程 设 计 报 告
题 目 某温度控制系统的MATLAB仿真 （题目C）
过程控制课程设计任务书
题目C：某温度控制系统的MATLAB仿真
一、 系统概况：
设某温度控制系统方块图如图：
图中Gc(s)、Gv(s)、Go(s)、Gm(s)、分别为调节器、执行器、过程对象及温度变送器的传递函数；，且电动温度变送器测量范围（量程）为50～100OC、输出信号为4～20mA。Gf(s)为干扰通道的传递函数。
二、系统参数
Tm=2.5min； Kv=1.5(kg/min)/mA； T0=5min； Kf=0.8； K0=5.4C/(kg/min)； 给定值 x(t)=80C； 阶跃扰动 f(t)=10C 二、 要求：
1、分别建立仿真结构图，进行以下仿真，并求出主要性能指标：
(1)控制器为比例控制，其比例度分别为δ＝10％、20％、50％、100％、200％时，系统广义对象输出z(t)的过渡过程；
(2)控制器为比例积分控制，其比例度δ＝20％，积分时间分别为TI＝1min、3min、5min、10min时，z(t)的过渡过程；
(3)控制器为比例积分微分控制，其比例度δ＝10％，积分时间TI＝5min，微分时间TD = 0.2min时，z(t)的过渡过程。
2、对以上仿真结果进行分析比对，得出结论。 3、撰写设计报告。
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注：调节器比例带δ的说明
比例控制规律的输出p(t)与输入偏差信号e(t)之间的关系为 式中，Kc叫作控制器的比例系数。
在过程控制仪表中，一般用比例度δ来表示比例控制作用的强弱。比例度δ定义为
式中，(zmax-zmin)为控制器输入信号的变化范围，即量程；(pmax-pmin)为控制器输出信号的变化范围。
这时δ 与Kc 便互成倒数关系，即：
p(t)=Kce(t)e(zmax?zmin)?=?100%p(pmax-pmin)1?=?100%Kc但如果调节器的输入、输出不是相同性质的信号，则系数K≠1，需要根据量程和输出信
号范围进行计算。
例：某温度系统中，调节器为电动比例调节器，配用的电动变送器测量范围为40～150 OC，
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输出为4～20mA，若选用比例度δ =10%，问该比例调节器的比例系数Kc为多少？
解：
1p?pmin Kc=?max?zmax?zmin?Kc=120?4??1.450.1150?40
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仿真过程
一，控制器为比例控制P
对于比例控制器：
其传递关系为：y(t)?Kpe(t) 控制器的传递函数为：G（t）?Kp 纯比例控制仿真结构图如下：
（1）当比例度为δ＝10％
Pmax-Pmin?Zmax-Zmin120-4?Kc???3.20.1100-50 ?Kc??即仿真图中Kc为3.2，给定值和阶跃扰动分别设置为80，10
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