过程控制策略演示应用说明报告
——基于 Matlab-GUI 与 Simulink 开发
姓 名：
刘晓东
班 级：
自动化 1701
学 号：
20172230
班级：自动化 1701 姓名：刘晓东 学号：20172230
一、应用说明
1. 版本说明：MATLAB 版本: 9.0.0.341360 (R2016a)
操作系统: Microsoft Windows 10 教育版 Version 10.0
Simulink：版本 8.7 (R2016a)
2. 应用功能简介：
该应用以蒸汽流量为研究对象，由浅入深，分别设计单回路控制系统、串级控制系统、前馈-反馈控制
系统、前馈-串级控制系统、带有 Smith 预估的控制系统。搭建对应的 Simulink 仿真模型，利用 Matlab-GUI
设计交互界面，对模型进行参数设置以及仿真结果的可视化。可设置的参数有：给定值（阶跃）、内/外环控
制器参数，扰动量的大小、扰动量作用时刻。可以实现对不同控制策略的验证，具体功能将在“设计内容”中
做进一步介绍。
二、设计内容
1. 模型的建立
参考教材第四章课后题的 13 题，设被控对象模型为
扰动通道
，可设置。调节阀均为
，测量变送也均为
。
2. 单回路控制系统
对于单回路控制系统，被控对象为
。搭建 simulink 仿真模型如下图：
班级：自动化 1701 姓名：刘晓东 学号：20172230
然后利用 GUI 验证以下结论：
①随着比例系数的增大，控制稳定性降低，稳态误差减小，但不会消除余差。
Kp 逐渐增大（红色为
，紫色为
，青色为
），稳态误差减小，但是无法消除误差。比例
系数增大，震荡次数增大。
②积分作用可消除余差，但积分作用过小不能消除，积分作用过强引起不稳定。
上面左图在相同比例系数下，红色
，紫色
，可以消除余差。左图青色
，右图红色
，可见积分作用小，无法在规定时间内消除余差，右图积分作用太强，引起衰减振荡。
③在纯比例作用的基础上增加微分作用提高系统稳定性。
上图红色为纯比例控制
，紫色为加入微分作用，
，可见系统超调和振荡次数明显减少，系统稳
