2014-2015过程控制系统课程设计题目与要求-自动化1102.doc

本次课程设计采用MATLAB仿真完成；设计题目分为二个部分。 答疑时间：19周周二（1月13日）下午2：00-4：30；地点：工学二号馆501； 有问题可以发邮件或者打电话。 课程设计报告：按照设计题目的要求完成报告； 答辩须知：申请评优（五分制成绩：优秀）的同学参加答辩。 答辩时间：19周周五（1月16日）下午1：30-4：30，地点：工学二号馆501； 答辩要求：（1）演示仿真程序； （2）提交课程设计报告。 第一部分： 要求：按照长学号（如3111000872）的末位数选做下列题目。 采用MATLAB仿真；所有仿真，都需要做出以下结果： 超调量 峰值时间 过渡过程时间 余差 第一个波峰值 第二个波峰值 衰减比 衰减率 振荡频率 全部P、I、D的参数 PID的模型 设计思路 精馏塔塔内温度的阶跃响应曲线数据如下表所示，控制量阶跃变化。试根据实验数据设计一个超调量的无差控制系统。 时间/min 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 被控量 200.1 201.1 204.0 227.0 251.0 280.0 302.5 时间/min 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 被控量 318.0 329.5 336.0 339.0 340.5 341.0 具体要求如下： 根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型； 根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）； 根据设计方案选择相应的控制仪表； 对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。 1、锅炉汽包液位的阶跃响应曲线数据如下表所示，控制量阶跃变化。试根据实验数据设计一个超调量的无差控制系统。 时间/min 0 5 10 15 20 25 被控量 0.650 0.651 0.652 0.668 0.735 0.817 时间/min 30 35 40 45 50 55 被控量 0.881 0.979 1.075 1.151 1.213 1.239 时间/min 60 65 70 75 80 85 被控量 1.262 1.311 1.329 1.338 1.350 1.351 具体要求如下： 根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型； 根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）； 根据设计方案选择相应的控制仪表； 对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。 2、加热炉出口温度控制系统，测取温度对象的过程为：当系统稳定时，在温度调节阀上做3%变化，输出温度记录如下： t/min 0 2 4 6 8 10 12 270.0 270.0 267.0 264.7 262.7 261.0 259.5 t/min 14 16 18 20 22 24 26 258.4 257.8 257.0 256.5 256.0 255.7 255.4 t/min 28 30 32 34 36 38 40 255.2 255.1 255.0 255.0 255.0 255.0 255.0 试根据实验数据设计一个超调量的无差控制系统。具体要求如下： 根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型； 根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）； 根据设计方案选择相应的控制仪表； 对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。 3、锅炉进水流量的矩形脉冲响应实验结果为： t/ min 0 10 20 40 60 80 100 120 140 160 180 y 0 0 0.2 0.6 1.2 1.6 1.8 2.0 1.9 1.7 1.6 t/ min 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 y 1 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 0.4 0.2 0.2 0.15 0.15 其中，矩形脉冲幅值为阶跃响应稳态值的10%，脉冲宽度。 试根据实验数据设计一个超调量的无差控制系统。具体要求如下： 根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型； 根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）； 根据设计方案选择相应的控制仪表； 对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。 4、某液位对象，在阶跃扰动量时，其阶跃响应的实验数据如下： t/s 0 10 20 40 60 80 100 140 h/m 0 0 0.2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.8 t/s 180 250 300 400 500 600 700 800 h/m 11.8 14.4 16.5 18.4 19.2 19.6 19.8 2