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:15周周四(12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;答辩时间:自动化0901:16周周五上午8:30-12:00,地点:工学二号馆513;自动化0902:16周周五下午1:30-5:00,地点:工学二号馆513;答辩要求:(1)长学号(如3109001440)末位数相同的若干位同学一起答辩;(2)要求演示仿真程序;(3)答辩时交课程设计报告。
第一部分:要求:按照长学号(如3109001440)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:(1)超调量(2)峰值时间(3)过渡过程时间(4)余差(5)第一个波峰值(6)第二个波峰值(7)衰减比(8)衰减率(9)振荡频率(10)全部P、I、D的参数(11)PID的模型(12)设计思路0、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50∆=。
试根据实验uδ≤的无差控制系统。
数据设计一个超调量25%p具体要求如下:(1)根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型;(2)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);(3)根据设计方案选择相应的控制仪表;(4)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5∆=。
试根据实验数u据设计一个超调量25%δ≤的无差控制系统。
p(1)根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型;(2)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);(3)根据设计方案选择相应的控制仪表;(4)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,在温度调节阀上做试根据实验数据设计一个超调量25%δ≤的无差控制系统。
具体要求如下:p(1)根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型;(2)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);(3)根据设计方案选择相应的控制仪表;(4)对设计的控制系统进行仿真,整定运行参数。
δ≤的无差控制系统。
具体要求如下:试根据实验数据设计一个超调量25%p(1)根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型;(2)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);(3)根据设计方案选择相应的控制仪表;(4)对设计的控制系统进行仿真,整定运行参数。
试根据实验数据设计一个超调量25%δ≤的无差控制系统。
具体要求如下:p(1)根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型;(2)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);(3)根据设计方案选择相应的控制仪表;(4)对设计的控制系统进行仿真,整定运行参数。
试根据实验数据设计一个超调量25%δ≤的无差控制系统。
具体要求如下:p(1)根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型;(2)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);(3)根据设计方案选择相应的控制仪表;(4)对设计的控制系统进行仿真,整定运行参数。
δ≤的无差控制系统。
具体要求如下:试根据实验数据设计一个超调量25%p(1)根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型;(2)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);(3)根据设计方案选择相应的控制仪表;(4)对设计的控制系统进行仿真,整定运行参数。
δ≤的无差控制系统。
具体要求如下:试根据实验数据设计一个超调量25%p(1)根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型;(2)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);(3)根据设计方案选择相应的控制仪表;(4)对设计的控制系统进行仿真,整定运行参数。
试根据实验数据设计一个超调量25%δ≤的无差控制系统。
具体要求如下:p(1)根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型;(2)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);(3)根据设计方案选择相应的控制仪表;(4)对设计的控制系统进行仿真,整定运行参数。
试根据实验数据设计一个超调量25%δ≤的无差控制系统。
具体要求如下:p(1)根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型;(2)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);(3)根据设计方案选择相应的控制仪表;(4)对设计的控制系统进行仿真,整定运行参数。
第二部分:要求:按照长学号(如3109001440)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:(1)超调量(2)峰值时间(3)过渡过程时间(4)余差(5)第一个波峰值(6)第二个波峰值(7)衰减比(8)衰减率(9)振荡频率(10)全部P、I、D的参数(11) PID 的模型 (12) 设计思路0、某隧道窑炉系统,考虑将燃烧室温度作为副变量,烧成温度作为主变量,主、副对象的传递函数分别为:3018()61sG s e s -=+,0210()(2)(21)G s s s =++ 试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统,具体要求如下:(1) 分别进行控制方案设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定,给出相应的闭环系统原理图;(2) 进行仿真实验,分别给出系统的跟踪性能和抗干扰性能(包括一次扰动和二次扰动);(3) 说明不同控制方案对系统的影响。
1、升降膜式蒸发器的控制通道特性为80 1.67*8.22()(4.051)(1)s W s e s s -=++,扰动通道特性为102()101s f W s e s -=+。
试设计前馈-反馈控制系统,具体要求如下: (1) 仿真分析不同形式前馈控制器对系统性能的影响;(2) 仿真分析不同结构形式的前馈-反馈控制系统对系统性能的影响;(3) 选择一种较为理想的控制方案进行设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定,给出相应的闭环系统原理图;(4) 进行仿真实验,给出系统的跟踪性能和抗干扰性能;2、某加热炉的数学模型为1507()3201s G s e s -=+,试设计大时延控制系统,具体要求如下:(1) 仿真分析以下控制方案对系统性能的影响:PID 、微分先行、中间微分、Smith预估、增益自适应预估;给出相应的闭环控制系统原理图;(2) 在不同控制方式下进行仿真实验,比较系统的跟踪性能和抗干扰性能;(3) 选择一种较为理想的控制方案进行设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定。
3、干燥器的实际数学模型为302()301s p G s e s -=+,辨识出的数学模型为201.5()301sp G s e s -=+,试设计大时延控制系统,具体要求如下:(1) 仿真分析以下控制方案对系统性能的影响:PID 、微分先行、中间微分、Smith预估、增益自适应预估;给出相应的闭环控制系统原理图;(2) 在不同控制方式下进行仿真实验,比较系统的跟踪性能和抗干扰性能;(3) 选择一种较为理想的控制方案进行设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定。
4、化学反应釜串级控制系统,主、副对象的传递函数分别为:2017()81s G s e s -=+, 2025()31sG s e s -=+ 主、副测量变送环节的传递函数分别为:11()21m G s s =+, 21()1m G s s =+ 主、副扰动通道的传递函数分别为:1 2.5()41f G s s =+, 2 1.5()51f G s s =+ 试分别采用串级控制设计温度控制系统,具体要求如下:(1) 进行控制方案设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定,给出相应的闭环系统原理图;(2) 进行仿真实验,分别给出系统的跟踪性能和抗干扰性能(包括一次扰动和二次扰动);5、管式加热炉系统,考虑将燃烧室温度作为副变量,烧成温度作为主变量,主、副对象的传递函数分别为:2017()81sG s e s -=+,021()(101)(201)G s s s =++ 试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统,具体要求如下:(1) 分别进行控制方案设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定,给出相应的闭环系统原理图;(2) 进行仿真实验,分别给出系统的跟踪性能和抗干扰性能(包括一次扰动和二次扰动);(3) 说明不同控制方案对系统的影响。
6、液氨蒸发器主、副对象的传递函数分别为:011()(201)(301)G s s s =++, 0.1021()0.21s G s e s -=+主、副扰动通道的传递函数分别为:11()0.21f G s s =+, 2()1f G s = 试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统,具体要求如下:(1) 分别进行控制方案设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定,给出相应的闭环系统原理图;(2) 进行仿真实验,分别给出系统的跟踪性能和抗干扰性能(包括一次扰动和二次扰动);(3) 说明不同控制方案对系统的影响。
7、冷凝器的控制通道特性为600.94()551s W s e s -=+,扰动通道特性为81.05()411sf W s e s -=+。
试设计前馈-反馈控制系统,具体要求如下:(1) 仿真分析不同形式前馈控制器对系统性能的影响;(2) 仿真分析不同结构形式的前馈-反馈控制系统对系统性能的影响;(3) 选择一种较为理想的控制方案进行设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定,给出相应的闭环系统原理图;(4) 进行仿真实验,给出系统的跟踪性能和抗干扰性能;8、工业锅炉主、副对象的传递函数分别为:011()(31)(301)G s s s =++, 0221()(1)(101)G s s s =++ 主、副扰动通道的传递函数分别为:15()2f G s s =+, 2()1f G s = 试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统,具体要求如下:(1) 分别进行控制方案设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定,给出相应的闭环系统原理图;(2) 进行仿真实验,分别给出系统的跟踪性能和抗干扰性能(包括一次扰动和二次扰动);(3) 说明不同控制方案对系统的影响。
9、蒸发器的控制通道特性为600.94()551s W s e s -=+,扰动通道特性为81.05()411sf W s e s -=+。
试设计前馈-反馈控制系统,具体要求如下:(1) 仿真分析不同形式前馈控制器对系统性能的影响;(2) 仿真分析不同结构形式的前馈-反馈控制系统对系统性能的影响;(3) 选择一种较为理想的控制方案进行设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定,给出相应的闭环系统原理图;(4) 进行仿真实验,给出系统的跟踪性能和抗干扰性能;。