过控设计1详解.doc

武汉理工大学华夏学院 课 程 设 计 报 告 书 题 目： 工业被控过程建模与闭环控制系统的工程整定 系 名： 信息工程系 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2015 年 10 月 29 日  课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 自动化1122班 指导教师： 陈艳三 工作单位： 信息工程系 题目： 工业被控过程建模与闭环控制系统的工程整定 一．初始条件： 给出单容储液槽液位机理建模的过程。 给出工程建模的方法。 给出广义被控对象的单位阶跃响应输出数据。 给出经典的工程整定方法。 给出使用MATLAB软件建模、绘制与拟合曲线、仿真运行和整定调试的方法。 二．要求完成的主要任务： （一）．设计任务 本设计要求完成如下的设计任务，分别是： ①．最终推导出的模型的传递函数为：； ②．用计算机软件绘制出示意图，设计报告中的图形要统一进行编号。 ③．写出建模的详细推导过程，推导过程中所涉及的表达式要统一进行编号。 应用MATLAB软件对给定的工程数据进行工程测试建模。t(s) 0 1.02 1.72 2.69 3.99 5.7 7.7 9.7 y 0 0.02 0.07 0.22 0.57 1.23 2.19 3.22 t(s) 11.7 13.7 15.7 17.7 19.7 21.7 23.7 25.7 y 4.21 5.12 5.93 6.62 7.21 7.7 8.11 8.45 t(s) 27.7 29.7 31.7 33.7 35.7 37.7 39.7 y 8.73 8.96 9.14 9.3 9.43 9.53 9.61 t(s) 41.7 43.7 45.7 47.7 49.7 51.7 53.7 y 9.68 9.74 9.79 9.83 9.86 9.88 9.91 t(s) 61.7 67.7 73.7 83.7 91.7 y 9.96 9.98 9.99 10 10  具体要求： ⑴ 按照给出的广义被控生产过程的单位阶跃输入下的输出数据，应用MATLAB软件绘制出其响应曲线。⑵ 写出应用切线法建立数学模型的具体步骤。要求用计算机绘制其切线图形，并在图上做出详细标注。⑶ 写出广义对象传递函数。用计算机在同一图形界面下绘制出阶跃响应曲线和拟合后的曲线。 . 对所建立的被控对象数学模型，应用MATLAB软件，建立闭环控制系统模型，并广义进行工程整定的仿真。具体要求： ⑴ 以得到的对象数学模型为广义被控对象，在MATLAB中建立闭环控制系统仿真模型。 ⑵ 至少用一种方法进行工程整定。要求给出整定过程中的模型及中间得到的图形数据。写出具体的整定步骤和得到的整定参数。 ⑷ 对研究过程所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论。  摘 要 过程控制是自动技术的重要应用领域，它是指对液位、温度、流量等过程变量进行控制，在冶金、机械、化工、电力等方面得到了广泛应用。由于工业生产过程复杂多样，因此，在设计工业生产过程控制系统时，首先必须花大量的时间和精力去了解该工业生产过程的基本原理、操作过程和过程特性，这是设计和实现一个工业生产过程的首要条件。要实现过程自动控制，还需要对整个工业生产过程的物料流、能源流和生产过程中的有关状态进行准确的测量和计量。根据测量得到的数据和信息，用生产过程工艺和控制理论知识来管理和控制该生产过程。 控制系统的控制品质，与被控过程的特性、干扰信号的形式、控制方案及控制器的参数有关