基于大林算法的电阻炉(一阶系统)温度控制
第五组-基于大林算法的电阻炉(二阶系统)温度控制
课程设计任务书课程设计计划表5.基于大林算法的电阻炉(二阶系统)温度控制设计任务带有纯滞后的电阻炉温度模型可由纯滞后环节与二阶系统串联描述)12)(1()(++=-s s e s G s采样周期1=T ，期望闭环传递函数为：1)(+=Φ-s e s s电阻炉的温度设定为1000o C 。
设计控制器是系统满足：调整时间s t s 80≤，超调量%10≤p σ，稳态误差C e os 2≤。
工作要求：1. 查找资料，描述电阻炉的基本情况；2. 设计大林控制算法，用Simulink 实现；3. 设计传统PID 控制器，并将二者算法进行比较；4. 分析系统是否存在振铃现象，若存在试消除振铃；5. 改变模型结构，考察模型扰动下系统性能变化情况；6.按照格式和设计内容写《计算机控制技术课程设计》和课程设计心得。
目录第一章课题背景知识介绍 ........................................ 错误!未定义书签。
1.1摘要 (6)1.2设计任务和要求 ............................................ 错误!未定义书签。
1.3大林算法 (7)1.4 PID算法 (9)第二章控制系统分析 (10)2.1 被控对象分析 (10)2.1.1纯滞后介绍 (10)2.2 控制器分析 (10)第三章控制系统的仿真 ............................................ 错误!未定义书签。
3.1 PID控制器控制下的系统仿真 (12)3.2 大林控制算法下的系统仿真 (13)3.3 大林控制算法和PID控制器的仿真 (14)第四章振铃现象分析 (17)第五章扰动下的系统性能分析 (18)课程设计心得 (19)参考文献 (20)第一章系统方案1.1摘要电阻炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。
基于大林算法的温度控制系统设计说明
计算机控制技术课程设计2015/2016学年第二学期设计课题：基于大林算法的电路温度控制系统的设计专业：__ __班级： __ _学号：___ _______姓名：_______ _ _____2016年5月目录第一章课题简介 (1)1.1课题的目的 (1)1.1.1 本机实现的功能 (1)1.1.2 扩展功能： (1)1.2课题的任务及要求 (1)第二章系统方案设计 (2)2.1 水温控制系统的总体介绍 (2)2.2 系统框图 (2)2.3 闭环系统的工作原理 (2)第三章系统硬件设计 (3)3.1 系统原理图 (3)3.2 单片机最小系统设计 (3)第四章大林控制算法设计 (5)4.1 大林控制算法原理： (5)4.2 控制器的设计及公式推导过程 (6)4.3 采样周期的选择： (7)第五章水温控制系统的仿真 (7)5.1振铃现象 (7)5.2 Matlab仿真 (9)5.2 大林算法控制系统编程设计： (10)5.3各模块子程序设计 (11)5.3.1主程序设计 (11)5.3.2读出温度子程序 (12)5.5.3数码管显示模块 (13)5.5.4温度处理程序 (14)第六章小结与体会 (15)第七章参考文献 (16)第八章附录 (17)第一章课题简介1.1课题的目的1.1.1 本机实现的功能（1）利用温度传感器采集到当前的温度，通过AT89S52单片机进行控制，最后通过LED数码管以串行口传送数据实现温度显示。
（2）可以通过按键任意设定一个恒定的温度。
（3）将水环境数据与所设置的数据进行比较，当水温低于设定值时，开启加热设备，进行加热；当水温高于设定温度时，停止加热，从而实现对水温的自动控制。
（4）当系统出现故障，超出控制温度围时，自动蜂鸣报警。
1.1.2 扩展功能：（1）具有通信能力，可接收其他数据设备发来的命令，或将结果传送到其他数据设备。
（2）采用适当的控制方法实现当设定温度或环境温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。
大林算法在温度控制中的应用.ppt
大林算法在温度控制中的应用.ppt————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：引言随着现代科学技术水品格发展，与其是近年来，电力工业的迅速发展，工业电阻炉尤其是钟罩式真空电阻炉越来越受人们的青睐。
工业钟罩式真空电阻炉是一种重要的热处理设备,它能使被加热零件脱气、脱氧、脱硫，以及能使有害杂质蒸发分离,避免零件氧化污染,而且它的温度容易调节，相对其它电阻炉来讲热惯性小升温时间短，它在工业中被广泛采用。
他一般具有较大的时间常数和一定的纯滞后时间，且滞后时间比较长，我们知道这样的系统村不利于现代化工业生产自动化水平提高，不利于产品质量和生产效率的提高。
但是一般来讲，对这样的系统在工业生产中要求没有超调量或超调量很小，调节时间希望在确定的采样时间内结束(虽然也希望尽快结束过渡过程，但是这是第二位的）.因此超调试主要的设计目标，用一般的控制系统设计方法是不行的,用模拟仪表控制算法效果也欠佳。
IBM公司的大林于1968年提出一种针对工业生产过程中含有纯滞后的控制对象的控制算法，即大林算法。
它具有良好的效果,采用大林算法的意义在于大林控制算法能在一些具有纯滞后环节的系统中兼顾动静两方面的性能，可做到小超调小稳态误差。
控制效果比较理想。
对工程实际应用具有很大的意义。
第一章钟罩式真空电阻炉1。
1钟罩式真空电阻炉钟罩式真空电阻炉所谓钟罩式系指炉膛位于工作台面以上，钟罩可以升降，由侧面装卸工件，所以又称侧装式。
图1—1所示为双位钟罩式真空炉。
这种型式的炉子其加热器有两种安装方式:一种是装在钟罩内，随钟罩升降，这时，固定在炉盖上的电极汇流排5也要随盖运动.另一种是固定在静止的台面板上,电极汇流排需从机架下方引入。
钟罩式真空电阻炉的基本参数见表1-1所示。
图1—1 双位钟罩式真空电阻炉1-机架；2—真空系统；3-观察孔；4炉体;5-汇流排；6—电气部分；7—变压器;8-升降机构。
基于大林算法的电阻炉(一阶系统)温度控制
摘要介绍了将达林算法用于电阻炉温度的计算机控制系统中的结构、原理。
阐述了大林算法作为一种直接数字设计法，适用于被控对象为滞后的系统。
电阻炉作为工业炉窑中的一种常用加热设备被广泛应用于工业生产中。
对电阻炉温度控制精确与否将直接影响到产品的质量和生产效率。
电阻炉是一种具有纯滞后的大惯性系统，开关炉门、加热材料、环境温度以及电网电压等都影响控制过程，传统的电阻炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热工艺要求。
本文将PID控制算法引入到传统的电阻炉控制系统中，借此提高其控制效果。
设计一个控制精度高、运行稳定的电阻炉温度控制系统是很有必要的。
仿真结果表明，该算法优于常规PID算法，是一种较好的控制算法。
关键词：炉温控制、PID算法、大林算法AbstractThe paper introduces Dahlin Algorithm used in resistance furnace’s temperature computer control system. Dahlin Algorithm is a direct digital design method, it adapts to the plant with delay. Resistance furnace was widely used in industrial production, the effect of the temperature control of Resistance furnace has a direct impact on product quality and productivity. Therefore, the design of a high-precision control and stable operation of the resistance furnace temperature control system has a high application value. Simulations show this method is better than ordinary PID algorithm, it is a good control method.Key words: furnace’s temperature; Dahlin Algorithm; PID control;目录第1章绪论 (1)1.1 电阻炉的简介 (1)1.2 电阻炉温度控制研究的目的及意义 (2)1.3 电阻炉温度控制系统的研究状况 (2)1.3.1 国际发展现状 (3)1.3.2 国内发展现状 (3)1.4本论文的设计任务 (3)第2章控制系统分析 (5)2.1 被控对象分析 (5)2.1.1 纯滞后介绍 (5)2.1.2 控制器分析 (5)2.2 PID算法 (6)2.2.1 数字PID控制器 (7)2.2.2 数字PID的参数整定 (8)2.3大林算法 (9)第3章控制系统的设计与仿真 (12)3.1 PID控制器控制下的系统仿真 (12)3.2 大林控制算法下的系统仿真 (15)3.3 大林控制算法和PID控制器的比较 (16)第4章振铃现象及扰动分析 (18)4.1 振铃现象 (18)4.2 扰动下的系统性能分析 (18)第5章课程设计心得 (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1 电阻炉的简介我们所讲的普通电阻加热炉属于工业炉，而非是锅炉，常见的锅炉不属于此类高温工业炉范畴，锅炉属于能源转化设备，例如：采暖锅炉是将煤转化为热能。
基于大林算法的电阻炉温度控制系统设计(DOC)
课程设计任务书学院专业学生姓名班级学号课程设计题目基于大林算法的电阻炉温度控制系统设计实践教学要求与任务:1）构成电阻炉温度控制系统2）大林算法设计3）硬软件设计4）实验研究5）THFCS-1现场总线控制系统实验6）撰写实验报告工作计划与进度安排:1）第1～2天，查阅文献，构成闭环温度控制系统2）第3天，大林算法设计3）第4～5天，硬软件设计4）第6天，实验研究5）第7～9天，THFCS-1现场总线控制系统实验6）第10天，撰写实验报告指导教师：201 年月日专业负责人：201 年月日学院教学副院长：201 年月日目录摘要 (1)1.课题简介 (2)1.1课题目的 (2)1.2课题内容 (2)1.3课题要求 (2)2.大林算法控制系统方案设计 (3)2.1控制系统总体介绍 (3)2.2控制系统闭环工作原理 (3)3.大林算法控制系统硬件电路设计 (4)3.1 A/D采样电路 (4)3.2 D/A输出电路 (5)3.3给定对象硬件电路设计 (6)3.4总硬件图 (7)4.大林算法控制系统算法设计 (8)4.1 控制算法的原理 (8)4.2 计算机实现的计算机公式推导 (8)4.3 采样周期的选择 (9)5.大林算法控制系统软件编程设计 (10)5.1 主程序与中断流程图 (10)5.2 部分控制程序代码 (11)6.结论 (15)7. 小结与体会 (16)参考文献 (17)摘要电阻加热炉用于合金钢产品热力特性实验，电加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定的时间内将炉内温度稳定到给定的温度值。
在本控制对象电阻加热炉功率为20KW ，有220V 交流电源供电，采用双向可控硅进行控制。
本设计针对一个温区进行控制，要求控制温度范围50～350℃，保温阶段温度控制精度为±1℃。
选择合适的传感器，计算机输出信号经转换后通过双向可控硅控制器控制加热电阻两端的电压，其对象温控数学模型为：()1sd d Ke G s T s -=+τ其中：时间常数d T =350秒，放大系数d K =50，滞后时间τ=10秒，控制算法选用大林算法 。
大林算法与Smith预估法在温度控制中的优效研究
Wd ( S)
=
KA e - τS TA S + 1
τ
=
NT
(1)
Wd ( S)
=
( T1 S
KA e - τS + 1) ( T2 S
+
1)
τ =
NT
(2)
式中 , TA , T1 , T2 分别为对象的时间常数 ;τ为对象的纯滞后时间 ,一般假定它是采样周期 T 的整数倍 ;
N 为正整数 ; KA 为对象的放大倍数.
该算法的设计目标是设计一个合适的数字控制器使整个系统的闭环传递函数为带有原纯滞后时间的一阶惯性环节即此系统中aid环节近似为一采样开关da环节近似为一临界器传递函数为wos故系统是一具有零阶保持器的单变量调节系统
第 24 卷 第 4 期 2001 年 8 月
鞍山钢铁学院学报 Journal of Anshan Institute of I. & S. Technology
1 系统的组成及原理
炉温控制系统的硬件原理如图 1 所示. 系统采用可控硅交流调压器 ,输出不同的电压控制电阻炉温
图 1 炉温控制系统的硬件原理 Fig. 1 Hardware Principle of Furnace- Temperature Control System
收稿日期 :2001 - 05 - 30. 作者简介 :欧阳鑫玉 (1974 - ) ,男 ,湖南湘潭人 ,助教.
2 大林算法
大林算法是由美国 IBM 公司的大林 (Danlin) 于 1968 年针对工业过程控制中的纯滞后特性而提出的
一种控制算法. 该算法的设计目标是设计一个合适的数字控制器 ,使整个系统的闭环传递函数为带有原
纯滞后时间的一阶惯性环节 ,即
基于大林算法的PLC温度控制
＝ ＝
整个 系统 采用 欧姆 龙 的 Ｃ ０ Ｈ 系 列 的 Ｐ Ｃ ２０ Ｌ 中央处理 模块及 其 Ｄ Ａ、 ＼ ／ Ａ Ｄ转换 模块 加上 温度 检 测变换 电路 、 移相 调压 回路 、 温度现 场 （ 电烤箱 ）
设 备 等 组 成 （ 图 １ 示 ） 如 所 。 温 度 检 测 变 换 回 路 主要 采 用 烤 箱 自带 的 热 电
２０１１
・
实验 技 术 与 管 理 ・
基 于 大 林 算 法 的 Ｐ Ｃ 温 度 控 制 Ｌ
喻 学 涛 李 冰 金建 文
（ 城 大 学 东 昌学 院 ， 聊 山东 聊 城 ２ ２ ０ ） ５ ００
摘 要 ： 文 介 绍 了一 种 基 于 大林 算 法 的 中小 型 Ｐ Ｃ 的 温 度 控 制技 术 ， 本 Ｌ 通过 梯 形 图 鳊 程 实现
２ 控 制 算 法 的 推 导
多采 用专 用 Ｐ Ｄ 控 制 模 块 来 实 现 ， 对 中小 型 Ｉ 这
Ｐ Ｃ应用 系 统来 说 ， 本 增 加 不 少 。 因此 ， 分 Ｌ 成 部 技 术人 员在 现 场应 用 中 ， 用 一 般 的 Ｐ Ｃ语 言 ， 利 Ｌ 实现 了温度 的开关控 制 ， 是 由于 普通 Ｐ Ｃ逻辑 但 Ｌ 性强 ， 计算能 力较弱 ， 现温度 的较 精确 的控制 比 实 较 困难 ［ 。因 此 ， 者 结 合 大 林 算 法 ， 中小 型 ２ ］ 笔 对 Ｐ Ｃ的 温度 的精 确控 制作 了一 下设 计 研究 ， Ｌ 并初 步实现 了设计 目的。
高 等 函授 学 报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｇ ｅ ｒ ｅ ｐ ｎｄ ｎ ｅＥｄ ｃ ｔｏ （ ａｕ ａ ｃｅ ｃ ｓ ｏ ｒ ａ ｆＨｉｈ ｒＣｏ ｒ ｓ ０ ｅ ｃ ｕ ａ ｉｎ Ｎ ｔ ｒ ｌＳ ｉｎ ｅ ）
电阻炉的温度控制系统设计(课程设计)
、电阻炉的温度控制系统设计摘要电阻炉在冶金工业中的运用相当广泛,其温度参数在生产过程中的自动控制系统也随着微机单片机可控硅技术在工业控制领域的推广、应用,正朝着高精度、高稳定性、高智能化的方向发展。
电阻加热炉是典型的工业过程控制对象。
其温度控制具有升温单向性、大惯性、大滞后、时变性等特点，且其升温、保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却。
温度是工业对象中主要的被控参数之一。
尤其是在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。
由于炉子的种类不同，所采用的加热方法及燃料也不相同，如煤气、天然气等。
但就控制系统本身的动态特性而言，均属于一阶纯滞后环节，在控制算法上基本相同，可采用PID控制或其他纯滞后补偿算法。
但对于电阻加热炉来说，当其温度一旦超调就无法用控制手段使其降温，因而很难用数学方法建立精确模型和确定参数。
而传统PID控制是一种建立在经典控制理论基础上的控制策略，其设计依赖于被控对象的数学模型，因此对于加热炉这类控制对象采用传统PID 的控制方案很难达到理想的控制效果。
为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物体而变化，或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化，等等。
因此，在工农业生产或科学实验中常常对温度不仅要不断地测量，而且要进行控制。
在电阻炉温度控制系统的设计中，应尽量考虑到如何有效地避免各种干扰因素而采用一个较好的控制方案，选择合适芯片及控制算法是非常有必要的本设计要用单片机设计一个电阻炉温度控制系统。
~关键词：恒温；热处理；控温系统…Design for Temperature Control System of Resistance FurnaceAbstractThe resistance furnace in metallurgical industry is widely application, its temperature parameters in the production process of automatic control system with single-chip microcomputer control technology in the field of industrial silicon, the popularization and application in high precision, high stability, high intelligent direction. Resistance furnace is typical of industrial process control object. The temperature control with temperature mono-direction and large inertia, the lag and time-varying characteristics, such as temperature, heat preservation and heat resistance wire depend on environment, cooling is natural cooling.Temperature is the main objects of accused of parameters. Especially in metallurgy, chemical, machinery, widely used in various industries of heating furnace, heat treatment furnace, reactors. Because of the different kinds of heating method is adopted, and the fuel is not identical also, such as coal gas, natural gas etc. But control system dynamic characteristics of itself, all belong to a first-order lagging pure, in the same basic control algorithm, PID control or other pure lag compensation algorithm. But for resistance furnace, when the temperature once overshoot cannot use control means that the cooling, so it is difficult to use mathematical method to establish precise model and parameters. While the traditional PID control is an established in classical control theory, the control strategy based on its design depend on mathematical model of the controlled objects, so this kind of control for furnace adopts the traditional PID control object to achieve the ideal control scheme.In order to guarantee the normal production process, improve product safely quantity and quality and to reduce the labor intensity, energy saving, with all kinds of electric heating requirements under certain conditions, not with remains constant voltage fluctuations or furnace changes, or some objects according to the technical requirement of electric furnace temperature or a designated in accordance with the law and heat changes, etc.Therefore, in industrial and agricultural production and scientificexperiments to constantly measuring temperature will not only, and to control System.In the resistance furnace temperature control system design, should try to consider how to effectively avoid distractions and USES a better control scheme, select the appropriate chip and control algorithm is necessary to the design with a single-chip microcomputer temperature control system of resistance furnace.\Keywords: temperature； Heat treatment； Temperature control system目录摘要 (1)Abstract (2)一、总体方案设计 (4)1、设计内容及要求 (4)—2、工艺要求 (4)3、要求实现的系统基本功能 (5)4、对象分析 (5)5、系统功能设计 (5)二、硬件的设计和实现 (5)1、计算机机型 (5)2、设计支持计算机工作的外围电路 (5)3、设计输入输出通道 (8)（4、元器件的选择 (10)三、数字控制器的设计 (7)1、控制算法 (10)2、计算过程 (11)四、软件设计 (12)1、系统程序流程图 (12)2、程序清单 (15)五、完整的系统电路图 (27)《六、系统调试 (27)七、设计总结 (27)八、参考文献 (27)附录 (28)一、总体方案设计!设计任务：用一台计算机及相应的部件组成电阻炉炉温的自动控制系统，并使系统达到工艺要求的性能指标。
电阻炉(二阶)温度的史密斯控制方法
课程设计任务书电阻炉（二阶)温度的史密斯控制方法设计任务带有纯滞后的电阻炉温度模型可由纯滞后环节与一阶惯性环节串联描述 )1s 2)(1()(++=-s e s G s采样周期1=T ，系统的结构图为:电阻炉的温度设定为800o C.设计控制器是系统满足:调整时间s t s 80≤，超调量%10≤p σ，稳态误差C e o s 2≤。
工作要求：1. 查找资料，描述电阻炉的基本情况；2. 设计史密斯预估器控制算法，用Simulink 实现;3. 设计传统PID 控制器,选择合适的参数,并绘制系统的响应曲线；4. 比较史密斯预估器前后闭环系统的动态特性和稳态特性;5. 按照格式和设计内容写《计算机控制技术课程设计》和课程设计心得.目录第1章引言 (1)1.1课题背景 (1)1。
2设计任务和要求 (2)第2章电阻炉的介绍 (3)2。
1电阻炉的特点 (3)2.2电阻炉的分类 (4)2.2。
1按传热方式 (4)2.2。
2按炉内气氛 (4)2。
2。
3按炉型 (4)2。
3电阻炉的工作原理 (4)2。
4电阻炉的数学模型及其推导 (5)第3章PID控制算法与Smith预估器 (7)3。
1 PID算法 (7)3。
2 Smith预估器 (8)第4章控制系统分析 (11)4。
1 被控对象分析 (11)4.2 控制器分析 (11)第5章控制系统的仿真 (13)5.1 PID控制器控制下的系统仿真 (13)5.2 Smith控制算法下的系统仿真 (13)5.3 Smith控制算法和PID控制器的比较 (17)课程设计心得 (20)参考文献 (21)第1章引言1。
1课题背景电阻炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。
其控制系统属于二阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。
常规的温度控制方法以设定温度为临界点，超出设定允许范围即进行温度调控：低于设定值就加热，反之就停止或降温。
电阻加热炉温度控制
一、摘要温度是工业对象中主要的被控参数之一。
特别是在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。
由于炉子的种类不同，所采用的加热方法及燃料也不相同，如煤气、天然气等。
但就控制系统本身的动态特性而言，均属于一阶纯滞后环节，在控制算法上基本相同，可采用PID控制或其他纯滞后补偿算法。
为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物体而变化，或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化，等等。
因此，在工农业生产或科学实验中常常对温度不仅要不断地测量，而且要进行控制。
二、总体方案设计设计任务用一台计算机及相应的部件组成电阻炉炉温的自动控制系统，并使系统达到工艺要求的性能指标。
1、设计内容及要求电阻加热炉用于合金钢产品热力特性实验，电加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定的时间内将炉内温度稳定到给定的温度值。
在本控制对象电阻加热炉功率为8KW，有220V 交流电源供电，采用双向可控硅进行控制。
系统模型：2、工艺要求按照规定的曲线进行升温和降温，温度控制范围为50—350℃，升温和降温阶段的温度控制精度为+5℃，保温阶段温度控制精度为+2℃。
3、要求实现的系统基本功能微机自动调节：正常工况下，系统投入自动。
模拟手动操作：当系统发生异常，投入手动控制。
微机监控功能：显示当前被控量的设定值、实际值，控制量的输出值，参数报警时有灯光报警。
4、对象分析在本设计中，要求电阻炉炉内的温度，按照上图所示的规律变化，从室温开始到50℃为自由升温阶段，当温度一旦到达50℃，就进入系统调节，当温度到达350℃时进入保温段，要始终在系统控制下，一保证所需的炉内温度的精度。
加工结束，要进行降温控制。
保温段的时间为600—1800s。
过渡过程时间：即从开始控制到进入保温阶段的时间要小于600s。
电阻炉温度的大林算法控制
第23卷 第2期成都大学学报(自然科学版)Vol 23No 2 2004年6月Journal of Chengdu University(Natural Science) Jun 2004文章编号:1004-5422(2004)02-0025-29电阻炉温度的大林算法控制赵德元(成都大学电子信息工程系,成都 610106)摘 要:本文针对具有大惯性、和纯时间延迟的电阻炉的温度控制,设计了带B-B控制的大林控制算法,并用PC机进行了实时控制,收到了良好的控制效果,其性能远优于常规PID控制关键词:大林控制;B-B控制;PID控制;PWM交流调动;中图分类号:TP316 文献标识码:AThe B-B and Dahlin Control for the Temperature ofResistance-Heated FurnaceZHAO Deyuan(Department of Electroic Information,Chengdu Universi ty,Chengdu610106,China) Abstract:In this paper,the Dahlin control time algorithm with B-B control for the temperature of resistance-heated furnace with large inertia and pure delay has been desiged.The result of control by PC on time is better than nor mal PID control.Key words:dahlin control,B-B control,PID c ontrol,altrenate power control with PWMCLC number:TP316 Document:A1 引 言工业电阻炉是一种重要的热处理设备,一般具有较大的惯性时间常数和一定的纯迟后时间,如何提高这种设备的控制性能一直是人们关心的问题 PID控制很难兼顾动、静态两方面的性能,而且多参数整定也很难实现最佳控制 IB M公司的大林(Dahlin)于1968年提出的将系统校正成一阶加滞后系统的设计方法可做到无或小超调,无或小稳态误差,但上升时间较长 若辅以B-B控制,则有可能在不增加超调的情况下,减少上升时间2 控制要求控温范围:室温室温+240稳态误差:1超调量:M P%!2%上升时间:t r!440s收稿日期:2003-09-03作者简介:赵德元,(1944-),男,副教授 从事工业自动化教学和科研3 系统构成及工作原理图1给出了系统的结构图图1 系统的结构图图中受控对象为220V,2000VA 电阻炉 其调温方式采用交流调功调温方式,即由带有驱动电路的固态继电器(SSR)对单相电阻炉作无触点通断控制,其导通率 由PC 机实现的数字式等周期变脉宽调制器(DPW M)按照数字控制器D(Z)在每个采样控制周期t S 中算出的控制量计算得到 调节导通率 ,则可调节电阻炉获得的平均功率Pap a = .p e =t on /t s ∀p e(1)式中:pe-电阻炉的额定功率,这里pe=2000(w);t s -采样控制周期(s);t on -每个ts 内的导通时间(s)控温方式为带有B-B 控制的大林控制P a =p e e #e 1.00.5P e e #e 0.5大林算法 e<e 0.50 e !0(2) 式中:e 1.0、e 0.5分别为全功率和半功率升温时的温差限,由实验决定;pa 为控制功率(即电阻炉获得的平均功率)4 系统的动、静态设计4.1 检测标度变换(BDB)算法从K 型热电偶的分度表查出在给定控温范围内,温度(T t )、电压(e)关系基本上是线性的,故可采用线性参数的标度变换公式T t =T min +(T ma x --T m i n )D X -D mi nD max -D min∀26∀ 成都大学学报(自然科学版) 第23卷式中:T t 为实测温度( );T max 、T min 分别为测温的上、下限温度( );Dx 为12位A/D 转换器转换得到的与Tt 对应的无符号十制数;D ma x 、D min 分别为与T max -T m i n 对应的A/D 转换数代入本系统的相应数据,得测量标度变换算法T t =240∃(Dx-409.6)(2048-409.6)( )(3)4.2 大林控制算法4.2.1 采样控制周期的选择一般要求在系统上升时间t r 内的采样点数 N r =t r t x=4~20(4)式中:ts 为采样控制周期(s);t r 为期望的阶跃响应的上升时间(s);本系统要求t r=440(s),当N r 值取为22时,则采样控制周期t s =20(s)4.2.2 确定期望闭环传递函数大林控制的期望闭环传递函数为 (s)=e - s 1+TS其中纯迟后时间取为等于电阻炉的纯迟后时间,即 =180(s);时间常数T 则由期望的上升时间t r 确定,因为一阶系统的上升时间t r 与时间常数T 的关系是t r =2.2T,所以T=t r /2.2=440/2.2=200(s)对 (s)作阶跃响应不变离散化,得与 (s)对应的期望闭环脉冲传递函数%(z)=z[1-e -t s S ∀e - s 1+TS ]=z-1z ∀Z[e -9t s s(1+200s)] =z-1z 10∀z[0.005s(s+0.005)]=z-1z 10∀(1-e -0.005ts )(z-1)(z-e-0.005t s)代入t s =20(s)%(z)=0.1z -101-0.9z-1(5)4.2.3 广义受控对象的脉冲传递函数广义受控对象的传递函数为HG(s)=1-e -t s S ∀K 0K 1K 2e - s 1+T 2S =1-e -t s S ∀0.15e -9t s s 1+6720s 对应的脉冲传递函数为HG(Z)=[1-e -t s s S ∀0.15e -9t s1+6720s] =z-1z 10Z[0.015s(s+0.00015)] =0.00045z -101-0.997z -1(6)4.2.4 大林算法数字控制器D(Z)及其差分方程& (z)=D(z).HG(z)1+D(z).HG(z)∋D(Z)= (z)HG(Z)[1- (z)]将(5)、(6)式代入得 D(Z)=U(z)E(z)=2222-2215z -11-0.89z -1-0.1z -10(7)与D(Z)对应的差分方程为 U k =0.89U k-1+0.1U k-10+2222e k -2215e k-1(8)∀27∀第2期 赵德元:电阻炉温度的大林算法控制5 系统软件按照前述的测控算法用C 语言编制了人一机界面和温度的测、控、显程序,其流程图如图2所示图2 程序流程图∀28∀ 成都大学学报(自然科学版) 第23卷6 系统调试及结果分析图3给出了带B-B 控制的大林算法控制的实时记录曲线图3 温度实时控制记录曲线此时,T s =196( ),t s =20(s),e 1.0=100( ),e 0.5=40( ),控制时间t c =20(min)图中曲线1为恒温给定曲线T s (t),曲线2为温度响应曲线T t (t),曲线3为电阻炉的平均控制功率曲线P a (t)从图3看出实际达到的性能指标为最大超调M p %=1%,上升时间t r =430(s),稳态误差e ss (0实验结果说明:(1)采用大林算法可显著减少超调,也可做到很小的稳态误差;(2)结合大偏差时的分级B-B 控制也可以做到较小的上升时间和调节时间;(3)当对象模型具有不确定性和系统存在随机干扰时,可对达林算法参数作自寻最优控制 参考文献[1]Dahlin EB.Desi gning Turning Digi tual Controllors Insturu and Control Sys tems.1968,41(6):77.[2]计算机控制系统-原理与设计(第3版)[M] 北京:电子工业出版社,2001[3]赵德元 大林算法参数的自寻最优控制[J] 信息与控制,1992,(3):41[4]何克忠,郝忠怒 计算机控制系统分析与设计[M] 北京:清华大学出版社,2002∀29∀第2期 赵德元:电阻炉温度的大林算法控制。
基于大林算法的热压炉炉温PLC控制研究
基于大林算法的热压炉炉温PLC控制研究作者：辛海燕来源：《河南科技》2018年第01期摘要：本文以金属基复合材料制备中的热压炉为研究对象，分别采用传统PID控制和大林算法进行仿真研究。
结果表明，大林算法较传统的PID控制可以更稳定地控制热压炉温度，而且大林算法在被控对象模型失配时，仍然可以得到较好的控制效果。
关键词：热压炉；炉温；大林算法；PID；模型失配中图分类号：TK323 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）01-0148-02Research on PLC Control of Furnace Temperature of Hot PressingFurnace Based on Daolin AlgorithmXIN Haiyan（School of Electronics and Computer Engineering， Southeast University Chengxian College，Nanjing Jiangsu 210088）Abstract： In this paper， the hot pressing furnace in the preparation of metal matrix composites was taken as the research object， the traditional PID and Dalin algorithm were used to control the simulation， and the Daolin algorithm control system was test. The results showed that the Daolin algorithm could control the temperature of the hot stamping furnace more strictly than the traditional PID control， and the Dalin algorithm could get the better control effect when the controlled object model was mismatched.Keywords： hot pressing furnace；furnace temperature；Dalin algorithm；PID；model mismatch热压炉是金属基复合材料制备中应用最多的加热设备，用于对材料的分断加热和冷却等。
大林算法在温度控制中的应用.ppt
大林算法在温度控制中的应用.ppt————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：引言随着现代科学技术水品格发展，与其是近年来，电力工业的迅速发展，工业电阻炉尤其是钟罩式真空电阻炉越来越受人们的青睐。
工业钟罩式真空电阻炉是一种重要的热处理设备,它能使被加热零件脱气、脱氧、脱硫，以及能使有害杂质蒸发分离,避免零件氧化污染,而且它的温度容易调节，相对其它电阻炉来讲热惯性小升温时间短，它在工业中被广泛采用。
他一般具有较大的时间常数和一定的纯滞后时间，且滞后时间比较长，我们知道这样的系统村不利于现代化工业生产自动化水平提高，不利于产品质量和生产效率的提高。
但是一般来讲，对这样的系统在工业生产中要求没有超调量或超调量很小，调节时间希望在确定的采样时间内结束(虽然也希望尽快结束过渡过程，但是这是第二位的）.因此超调试主要的设计目标，用一般的控制系统设计方法是不行的,用模拟仪表控制算法效果也欠佳。
IBM公司的大林于1968年提出一种针对工业生产过程中含有纯滞后的控制对象的控制算法，即大林算法。
它具有良好的效果,采用大林算法的意义在于大林控制算法能在一些具有纯滞后环节的系统中兼顾动静两方面的性能，可做到小超调小稳态误差。
控制效果比较理想。
对工程实际应用具有很大的意义。
第一章钟罩式真空电阻炉1。
1钟罩式真空电阻炉钟罩式真空电阻炉所谓钟罩式系指炉膛位于工作台面以上，钟罩可以升降，由侧面装卸工件，所以又称侧装式。
图1—1所示为双位钟罩式真空炉。
这种型式的炉子其加热器有两种安装方式:一种是装在钟罩内，随钟罩升降，这时，固定在炉盖上的电极汇流排5也要随盖运动.另一种是固定在静止的台面板上,电极汇流排需从机架下方引入。
钟罩式真空电阻炉的基本参数见表1-1所示。
图1—1 双位钟罩式真空电阻炉1-机架；2—真空系统；3-观察孔；4炉体;5-汇流排；6—电气部分；7—变压器;8-升降机构。
基于大林算法的电阻炉温度控制系统的设计
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1 绪论 (1)1.1 论文选题背景与意义 (2)1.2 炉温控制的发展与进步 (3)2退火电阻炉的结构以及系统介绍 (4)2.1退火电阻炉结构介绍 (4)2.2系统建模 (5)3 控制算法 (7)3.1 大林算法 (7)3.2参数确定 (10)3.3大林算法的途径 (10)4硬件核心电路部分 (11)4.1模块的选择与设计 (12)4.1.1输入模块的选择与设计 (12)4.1.2输出模块的设计 (13)4.2系统的抗干扰设计 (14)5 PID算法对比研究 (15)6 控制算法仿真设计 (16)6.1 PID系统仿真 (17)6.2大林算法系统仿真 (20)6.3大林算法与PID算法对比仿真 (21)7扰动状态下的系统性能分析 (22)结论 (24)参考文献 (23)致谢 (24)摘要电阻炉对于冶金化工等工业领域应用十分广泛，对于我国的工业生产以及科学研究意义重大，而温度的控制对于电阻炉而言是其核心的关键技术。
对于电阻炉的温度控制的精度来说，温度过高或者过低以及不稳定都会对产品生产的质量产生严重的影响，并且也并不利于产品生产的效率，工业上电阻炉的系统是一个纯滞后控制环节，其特点是纯滞后、大惯性以及非线性，使用传统控制方法会使而且多参数进行整定也很难达到我们想要的预期效果，而采用大林算法这一直接的数字设计法来进行对电阻炉的温度控制系统进行控制，使整个闭环系统的传递函数相当于一个延迟环节加上一个惯性环节串联以便实现工业上对于温度的精确要求。
关键词：大林算法；电阻炉；自动控制AbstractResistance furnaces are widespread used in industrial spheres such as metallurgical and chemical engineering. They are of great significance for industrial production and scientific research in China, and temperature control is the core technology of resistance furnaces. For the accuracy of temperature control of resistance furnace, too high or too low temperature and instability will have a serious impact on the quality of product production, and also not conducive to the efficiency of product production. For the industrial resistance furnace, the control system is a pure lag control, which is characterized by pure hysteresis, large inertia and nonlinearity. The control method will make the overshoot amount relatively large, the control precision is low, and the adjustment time is long, and it is difficult to guarantee the conditions for processing and production of the product. In the actual production life, people's expectation for the control system is that there is no overshoot or overshoot, especially in the control system with hysteresis. The scheme using the ordinary follower system is definitely not feasible. Use PID. The control method is also not suitable.In the temperature control, the traditional approaches uses the PID method of calculation to dominate, but in the case of the temperature control system of Electric Resistance Furnaces with larger residual Properties, the PID Control has a less trends and static control., and Multi-parameter tuning is also difficult to achieve the desired effect, and the direct digital design method of Dalinalgorithm is used to control the temperature control system of the resistance furnace, so that the transfer function of the whole closed-loop system is equivalent to a delay link. In addition, a series of inertia links are used in order to achieve industrial precise temperature requirements.Keywords:Dalin algorithm; resistance furnace; automatic control1 绪论1.1 论文选题背景与意义本文所论述的使用电阻的加热炉并不是锅炉而是工业炉，锅炉并不属于一般的高温工业炉,锅炉是通过对物料进行处理在能量守恒的条件下对能量进行转换，以便于达到人们使用的要求，比方说锅炉可用于供热供暖装置，煤经过高温变化为热能，而电阻炉是为了达到处理物料或者工作器件从而利用其他的能源来直接加热物料或者工作器件[1]。
基于大林算法的电加热炉温度控制系统设计论文
合肥学院自动化专业计算机控制技术课程设计报告Hefei University基于大林算法的电加热炉温度控制系统设计课程名称计算机控制技术课程设计班级10级自动化1班日期2013/06/202010级自动化专业《计算机控制技术》课程设计任务书任务分工：针对本次设计课题，我们明确了各自的分工，顾胜池主要负责软件程序的编写、连接和调试，黄安福主要负责各个模块硬件的仿真和调试和部分模块程序的编写，柴文峰负责报告的整理。
摘要电加热炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。
其控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。
采用单片机进行炉温控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等方面具有重要的现实意义。
常规的温度控制方法以设定温度为临界点，超出设定允许范围即进行温度调控：低于设定值就加热，反之就停止或降温。
这种方法实现简单、成本低，但控制效果不理想，控制温度精度不高、容易引起震荡，达到稳定点的时间也长，因此，只能用在精度要求不高的场合。
电加热炉是典型的工业过程控制对象，在我国应用广泛。
电加热炉的温度控制具有升温单向性，大惯性，大滞后，时变性等特点。
其升温、保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却。
当其温度一旦超调就无法用控制手段使其降温，因而很难用数学方法建立精确的模型和确定参数，应用传统的控制理论和方法难以达到理想的控制效果。
本设计采用大林算法进行温度控制，使整个闭环系统所期望的传递函数相当于一个延迟环节和一个惯性环节相串联来实现温度的较为精确的控制。
关键词：单片机；A/D、D/A；达林算法；传感器；炉温控制目录一、绪论 (5)1.1系统设计背景 (5)1.2技术综述 (5)二、系统总体设计 (5)2、1系统概述 (5)2、2系统的结构框图 (5)三、硬件设计 (7)3、1微处理器80C51 (7)3、2温度传感器 (8)3、3驱动电路 (9)3、4键盘模块 (9)3、5LED显示模块 (10)四、软件设计 (11)4、1系统软件设计 (11)4、2大林算法的系统设计 (11)4、3程序控制流程图 (13)五、调试运行 (14)六、课程设计总结 (15)参考文献 (17)附录一系统原理图 (18)附录二程序 (18)一、绪论1.1系统设计背景近年来，加热炉温度控制系统是比较常见和典型的过程控制系统，温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，冶金﹑机械﹑食品﹑化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉﹑热处理炉﹑反应炉，对工件的处理均需要对温度进行控制。
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摘要介绍了将达林算法用于电阻炉温度的计算机控制系统中的结构、原理。
阐述了大林算法作为一种直接数字设计法，适用于被控对象为滞后的系统。
电阻炉作为工业炉窑中的一种常用加热设备被广泛应用于工业生产中。
对电阻炉温度控制精确与否将直接影响到产品的质量和生产效率。
电阻炉是一种具有纯滞后的大惯性系统，开关炉门、加热材料、环境温度以及电网电压等都影响控制过程，传统的电阻炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热工艺要求。
本文将PID控制算法引入到传统的电阻炉控制系统中，借此提高其控制效果。
设计一个控制精度高、运行稳定的电阻炉温度控制系统是很有必要的。
仿真结果表明，该算法优于常规PID算法，是一种较好的控制算法。
关键词：炉温控制、PID算法、大林算法AbstractThe paper introduces Dahlin Algorithm used in resistance furnace’s temperature computer control system. Dahlin Algorithm is a direct digital design method, it adapts to the plant with delay. Resistance furnace was widely used in industrial production, the effect of the temperature control of Resistance furnace has a direct impact on product quality and productivity. Therefore, the design of a high-precision control and stable operation of the resistance furnace temperature control system has a high application value. Simulations show this method is better than ordinary PID algorithm, it is a good control method.Key words: furnace’s temperature; Dahlin Algorithm; PID control;目录第1章绪论 (1)1.1 电阻炉的简介 (1)1.2 电阻炉温度控制研究的目的及意义 (2)1.3 电阻炉温度控制系统的研究状况 (2)1.3.1 国际发展现状 (3)1.3.2 国内发展现状 (3)1.4本论文的设计任务 (3)第2章控制系统分析 (5)2.1 被控对象分析 (5)2.1.1 纯滞后介绍 (5)2.1.2 控制器分析 (5)2.2 PID算法 (6)2.2.1 数字PID控制器 (7)2.2.2 数字PID的参数整定 (8)2.3大林算法 (9)第3章控制系统的设计与仿真 (12)3.1 PID控制器控制下的系统仿真 (12)3.2 大林控制算法下的系统仿真 (15)3.3 大林控制算法和PID控制器的比较 (16)第4章振铃现象及扰动分析 (18)4.1 振铃现象 (18)4.2 扰动下的系统性能分析 (18)第5章课程设计心得 (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1 电阻炉的简介我们所讲的普通电阻加热炉属于工业炉，而非是锅炉，常见的锅炉不属于此类高温工业炉范畴，锅炉属于能源转化设备，例如：采暖锅炉是将煤转化为热能。
而工业炉是利用其它能源对工件或物料进行加热，以达到对工件或物料进行处理的目的。
例如：为改善机械零件性能的热处理炉，需要对特殊零件进行焊接的钎焊炉，对粉末冶金类零件进行烧结的烧结炉等等。
相关这些炉子一般称为工业炉。
根据工业炉所用能源供给形式通常分为两类：一是燃料加热炉，二是电阻加热炉。
获得高温的设备一般称高温炉，现在使用高温炉的能源大部分是电能。
由于当前全球环境不断恶化的要求，各国限制CO2的排放几乎成为共识，因此对于使用燃气的工业炉而言，其发展前景暗淡，所以一般高温炉在某种实际意义上就是指电阻加热炉。
根据加热方式的不同，电炉又分为电阻炉、电弧炉、电子束炉等等。
其中用得比较多的是电阻炉。
依据炉内气氛，又细分出了氧化性气氛状态下的电阻炉、真空状态下的真空电阻炉、气氛状态下的可控气氛电阻炉、流动粒子炉等等。
工业电阻炉一般由炉衬部分即隔热+耐火层、炉架、加热元件、测温及控温系统、供电系统、机械传达系统、导流系统等部分组成，无论哪种形式，它们结构基本一致。
在材料烧结、热处理等工艺过程中，温度控制是一个非常重要的环节。
控制精度直接影响着产品质量的好坏。
实验室人员根据材料的烧成制度来调节阻炉的输出电压以实现对电阻炉的温度控制。
一般的有两种方法：第一种就是手动调压法，第二种控制方法在主回路中采取双向可控硅装置，并结合一些简单的仪表，使得保温阶段能够自动，但这两种方法的升温过程都是依赖于试验者的调节，并不能精确的按照给定的升降温的速度来调节。
本文提出的基于大林算法的电阻炉(一阶系统)温度控制的系统简单、可靠，大大提高了控制质量及自动化水平，具有良好的经济效益。
工业电阻炉一般由炉衬部分即隔热+耐火层、炉架、加热元件、测温及控温系统、供电系统、机械传达系统、导流系统等部分组成，无论那种形式，它们结构基本一致。
如图1-1所示。
1.2 电阻炉温度控制研究的目的及意义电阻炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。
其控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。
常规的温度控制方法以设定温度为临界点，超出设定允许范围即进行温度调控：低于设定值就加热，反之就停止或降温。
这种方法实现简单、成本低，但控制效果不理想，控制温度精度不高、容易引起震荡，达到稳定点的时间也长，因此，只能用在精度要求不高的场合。
电加热炉是典型的工业过程控制对象，在我国应用广泛。
电加热炉的温度控制具有升温单向性，大惯性，大滞后，时变性等特点。
其升温、保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却。
当其温度一旦超调就无法用控制手段使其降温，因而很难用数学方法建立精确的模型和确定参数，应用传统的控制理论和方法难以达到理想的控制。
在温度控制技术领域中，普通采用PID控制算法。
但是在一些具有纯滞后环节的系统中，PID控制很难兼顾动、静两方面的性能，而且多参数整定也很难实现最佳控制。
若采用大林算法，可做到无或者小超调，无或小稳态误差。
大林算法是运用于自动控制领域中的一种算法，是一种先设计好闭环系统的响应再反过来综合调节器的方法。
设计的数字控制器（算法）使闭环系统的特性为具有时间滞后的一阶惯性环节，且滞后时间与被控对象的滞后时间相同。
此算法具有消除余差、对纯滞后有补偿作用等特点。
本设计主要采用大林算法来实现炉温控制，并与PID算法进行比较。
1.3 电阻炉温度控制系统的研究状况1.3.1 国际发展现状国内外研究概况及发展趋势自60年代计算机进入工业领域，国外许多国家就开始了网带式电阻炉计算机优化控制的研究及应用。
70年代中后期，国际上对网带式电阻炉数学模型及相应优化控制策略的研究日益活跃，控制系统在网带式电阻炉上的应用不断完善。
80年代末期，在工业发达的国家，已普遍实现了网带式电阻炉计算机双级控制，且将各种先进的智能控制方法应用于温度控制，在炉温控制中取得了良好的控制效果。
在大型分布式计算机控制系统中，大多采用具有各种智能控制算法和通信功能的温度控制单回路调节器实现。
1.3.2 国内发展现状我国从80年代初开始进入网带式电阻炉计算机优化控制应用阶段。
多年来，我国的科学工作者进行了大量的卓有成效的研究工作，取得了许多重要的研究成果。
将数学模型与炉温控制相结合，引入人工智能的方法，在电阻炉上实现了计算机优化控制。
与工业发达国家相比，我国的电阻炉计算机优化控制理论水平已赶上国际先进水平，但起步晚，并且发展十分不平衡。
电阻炉的自动控制，它是微机软、硬件自动控制、电阻炉节能等几项技术紧密结合的产物，无论是基地式仪表阶段，还是单元组合式仪表阶段，都是利用各种仪表对温度进行检测、调节、控制。
对于较复杂的系统，难以实现复杂的控制规律，控制精度不高。
炉子的自动监控系统在电阻炉的生产运行中具有关键作用。
采用微机自动控制系统不但能真实反映炉内热工参数的变化，还有利于实现整套系统的自动调节，可从根本上克服其调节精度差、可靠性不高的缺点。
此类系统的稳定性可靠、维护方便、抗干扰能力强，而且可以采用先进的控制算法以进一步提高控制性能和控制精度，取得高产、优质、低耗和少污染的效果。
1.4本论文的设计任务基于大林算法的电阻炉(一阶系统)温度控制系统带有纯滞后的电阻炉温度模型可由纯滞后环节与一阶惯性环节串联描述1)(1+=-s Ke s G sτθ其中15=K ，3201=τ，36=θ，采样周期6=T ，期望闭环传递函数为：1)(+=Φ-s e s sτθ其中120=τ，电阻炉的温度设定为800℃。
设计控制器是系统满足：调整时间s t s 800≤，超调量%10≤p σ，稳态误差C e o s 2≤。
工作要求：（1）查找资料，描述电阻炉的基本情况；（2）设计大林控制算法，用Simulink 实现；（3）设计传统PID 控制器，并将二者算法进行比较；（4）分析系统是否存在振铃现象，若存在试消除振铃；（5）改变模型结构，考察模型扰动下系统性能变化情况；（6）按照格式和设计内容写《计算机控制技术课程设计》和课程设计心得。
第2章 控制系统分析2.1 被控对象分析电阻炉控制系统属于一阶纯滞后环节，带有纯滞后的电阻炉温度模型可由纯滞后环节与一阶系统串联描述：1)(1+=-s Ke s G sτθ本控制系统具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。
2.1.1 纯滞后介绍对于纯滞后环节，当输入一个信号后它的输出不会立即有反应，而是经过一定的时间后才会反应出来，而且输入和输出在数值上相同，仅是在时间上有一定的滞后，称这段时间为纯滞后时间，常用τ表示。
由电阻炉温度控制系统的温度模型：1)(1+=-s Ke s G sτθ我们可以看出，本次控制对象的纯滞后时间1τ=320s 。
2.1.2 控制器分析图2-1大林算法设计的闭环控制系统方框图大多数工业对象具有较大的纯滞后时间，可以近似用一阶惯性环节加纯滞后环节来表示，其传递函数为一阶对象： 1)(10+=-S Ke s G sτθ， 大林算法的设计目标是使整个闭环系统所期望的传递函数Φ（s ）相当于一个纯滞后环节和一个惯性环节相串联，即1)(+=Φ-s e s sτθ，其中NT =θ，并希望整个闭环系统的纯滞后时间和被控对象的纯滞后时间相同。