加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计

加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统设计
自己花费不少心血弄出来的，仅供参考。
图１所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、绘制加热炉出口温度单回路反馈控制系统结构框图。
2、以加热炉出口温度为主变量，选择滞后较小的炉膛温度为副变量，构成炉出口温度与炉膛温度的串级控制系统，要求绘制该串级控制系统结构图。
3、假设主对象的传递函数为，其中,副对象的传递函数为，主、副控制器的传递函数分别为，，,，请确定主、副控制器的参数（要求写出详细的参数估算过程）。
4、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。
5、根据两种系统仿真结果分析串级控制系统的优缺点