控制系统的综合设计课程设计论文
本科毕业论文PID温控系统的设计及仿真
CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科生毕业论文题目PID温控系统的设计及仿真学生指导教师学院信息科学与工程学院专业班级完成时间年月摘要温度是工业控制的主要被控参数之一。
可是由于温度自身的一些特点，如惯性大，滞后现象严重，难以建立精确的数学模型等，给控制过程带来了难题。
要对温度进行控制，有很多方案可选。
PID 控制简单且容易实现，在大多数情况下能满足性能要求。
模糊控制的鲁棒性好，无需知道被控对象的数学模型，且在快速性方面有着自己的优势。
研究分析了PID 控制和模糊控制的优缺点，把两者相互结合，采用了用模糊规则整定P K 、I K 两个参数的模糊自整定PID 控制方法。
本研究以电烤箱为控制对象，用MATLAB 软件对PID 控制、模糊控制和参数模糊自整定PID 控制的控制性能分别进行了仿真研究。
仿真结果表明PID 对于对象模型复杂和模型难以确定的控制系统具有很大的局限性，不能满足调节时间短、超调小的技术要求。
由于模糊控制的理论（如量化因子和比例因子的确定问题）并不完善，其可能获得的控制性能无法把握，而且模糊控制易受模糊规则有限等级的限制而引起稳态误差。
参数模糊自整定PID 控制吸收前两种方法的长处，满足了调节时间短、超调量为零且稳态误差较小的控制要求。
因此本论文最终确定采用参数模糊自整定PID 控制方案。
本系统硬件采用了以 AT89C52 单片机为核心的温度控制器，选用 k 型热电偶为温度传感器结合MAX6675芯片构成前向通道，同时双向晶闸管和SSR 构成后向通道，由按键、LED 数码显示器及报警单元等组成人机联系电路。
关键词：单片机，PID ，模糊控制，仿真ABSTRACTTemperature is one of the main parameters in the industrial process control.Yetthere are difficultiesto have a good control oftemperature becauseof the characteristics of the temperature itself:the temperature inertia is great, its time-lag is serious and it is hardto establish an accurate mathematical model.There are many methods to be selected in order to control a system. The PID controlis simple,easily realized andin most casesit meetsthe control demand. Fuzzy control has the advantage of quickness,itsrobustness is good and there is no needto know theobject ’smathematical model.This paper analyses the advantages and disadvantages of both PID control and fuzzycontrol and es to the method of bining them together,fuzzy self-tuningPID control. In this method,P K and I K of the PID controller are adjusted by fuzzy control rules ．In the paper simulations of PID control, fuzzy control and fuzzyself-tuning PID control are done by MATLAB to control a electric oven.Conclusions are that for those control objects of which models are plicated or hard to establish,the PID method has limitation and doesn ’t meet the control demand. As the fuzzy control method theory is not perfect, a good control performance cannot be expected. And it could easily cause the steady-state error for it is restricted by limited grades of the fuzzy rules.Finally the fuzzy self-tuning PID control method is selected, since it meets the control demands.In this paper AT89C52 is used as controller, toward access is posed of K which is used as the temperature sensor and MAX6675.Backward access is posed of bidirectional thyristor and SSR. Man-machine circuit is posed of keyboard, LED and warning unit, etc.Key words ：Micro Controller, PID Control, Fuzzy Control, Simulation目 录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1 课题的提出及意义11.2 控制系统背景介绍11.3 当代温控系统及智能算法2第二章温控系统的设计52.1 温控系统的总体设计52.1.1 温控系统设计的基本原则52.1.2 温控系统的结构及设计62.2 温控系统的硬件设计72.2.1 前向通道设计72.2.2 后向通道设计102.2.3 人机通道设计11小结15第三章系统控制方案163.1 PID 控制163.1.1 PID的概述163.1.2 PID 控制的基本理论及特点163.2 模糊控制183.2.1 模糊控制的概述183.2.2 模糊控制的基本原理及特点183.3 模糊PID 控制19小结21第四章仿真研究224.1 MATLAB及其模糊逻辑工具箱和仿真环境simulink224.2 仿真和优选234.2.1 控制对象模型234.2.2 仿真和方案选择25小结32第五章总结与展望335.1 主要工作容335.2 工作小结335.3 存在的问题及未来的方向34结束语35参考文献36第一章绪论1.1 课题的提出及意义温度是生产过程和科学实验中非常普遍而又十分重要的物理参数。
南京工程学院控制系统仿真课程设计论文
南京工程学院期末考查报告Array课题名称：控制系统仿真学生姓名：指导教师：朱建忠所在院系：电力工程学院专业名称：建筑电气与智能化2015年 1 月 3 日目录一、题目及要求 (1)二、基本题 (2)三、基于matlab的数控螺旋面钻头尖刃磨机仿真研究 (5)（一）物理模型 (5)（二）建立仿真方程 (6)（三）系统方程的组装 (9)（四）初始条件的设定 (10)（五）机构的仿真及其结果 (10)四、心得体会 (14)五、参考文献 (15)一、题目及要求 （一）基本题xx x x x y ++++=2345要求：1、求解上述多项式等于10的解，并将结果输出保存到硬盘中；2、将多项式以子程序的方式描述出来；3、求当 10,......100/3,100/2,100/,0πππ=x 时y 的取值；4、采用绘图工具将)(x y 的函数曲线描绘出来，并且在曲线图上标注；（二）找到一个具体的对象进行建模，需要阐述建模过程，对象可以是电力拖动或者多级水箱，也可以是CSTR ，建模时可以到图书馆找相关书籍或者到CNKI 中国知网找相关文章。
具体要求如下： 1、将建模后的模型写成子函数并进行封装2、搭建系统的闭环控制，采用simulink 搭建，通过simulink 调用系统模型的m 文件3、控制器采用PID ，PID 的搭建采用三种形式完成，分别是：a ）系统自带的PID 模块b ）simulink 模块并联形式搭建（采用simulink 内部的运算单元）c ）采用m 语言编写，然后采用在simulink 中调用。
4、三种形式的控制器的运行结果进行比较，然后在控制器中进行比较，根据模型的要求，适当引入积分饱和处理以及微分先行的功能。
（三）到图书馆找书自学Matlab 的GUI 功能，通过菜单的方式完成上述的仿真过程。
（四）整个论文采用小四字体，行间距为20磅，字体为宋体，图表必须统一标注，标注字体大为小采用五号，公式采用必须采用公式编辑器，且需要对公式标注。
过程控制课程设计酸性化工液体贮槽温度控制系统的设计
辽宁工业大学过程控制系统课程设计（论文）题目:酸性化工液体贮槽温度控制系统的设计院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：起止时间：2012.12.24-2013.01.04本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器Array注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要温度控制系统是控制系统中最为常见的控制类型,主要由温度变送器、调节器、执行器、被控对象四个部分组成。
本文根据设计任务设计了酸性化工液体贮槽温度控制系统的设计，首先进行了方案的论证，本系统采用前馈-反馈复合式控制系统，对储槽内酸性液体的温度进行控制。
系统采用HSLW-F防腐型温度变送器对储槽内的酸性液体进行检测，采用ZAZP 电动精小型单座气开式调节阀控制蒸汽的进入量，采用FUJI PXR7 (PXW7) PID调节器来调节系统的控制品质。
通过以上几种调节规律的分析，工艺要求储槽内液体温度达到一定的范围，这里储槽内液体温度是工艺的操作指标。
温度控制器TC1是在正常情况下工作的，由于温度对象的容量滞后比较大，因此，温度控制器应该选择比例积分微分的控制规律，系统为消除进料温度波动带来的干扰，为使前馈温度控制器TC2能迅速地投入工作，前馈制器应选为比例式控制规律。
关键词：温度控制系统；执行器；变送器；控制器目录第1章绪论 (1)1.1 过程控制系统的特点及分类 (1)1.2 温度控制技术的发展 (1)1.3 酸性化工液体贮槽温度控制系统概述 (2)第2章系统方案论证 (3)2.1 设计的任务分析 (3)2.2 单回路控制系统 (3)2.3 前馈-反馈复合式控制系统 (4)第3章控制系统的设计 (7)3.1 变送器的选择 (7)3.2 执行器的选择 (8)3.3 控制器控制规律的选择 (9)3.4 控制器的正、反作用的选择 (11)第4章系统仿真 (12)第5章设计总结 (14)参考文献 (15)第1章绪论1.1过程控制系统的特点及分类过程控制通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术最重要的组成部分之一。
温度控制系统设计毕业设计论文
目录第一章设计背景及设计意义 (2)第二章系统方案设计 (3)第三章硬件 (5)3.1 温度检测和变送器 (5)3.2 温度控制电路 (6)3.3 A/D转换电路 (7)3.4 报警电路 (8)3.5 看门狗电路 (8)3.6 显示电路 (10)3.7 电源电路 (12)第四章软件设计 (14)4.1软件实现方法 (14)4.2总体程序流程图 (15)4.3程序清单 (19)第五章设计感想 (29)第六章参考文献 (30)第七章附录 (31)7.1硬件清单 (31)7.2硬件布线图 (31)第一章设计背景及研究意义机械制造行业中，用于金属热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。
现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。
随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。
自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
基于PLC的电梯控制系统设计毕业论文
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编号淮安信息职业技术学院学生姓名徐强学号系部电气工程系专业机电一体化技术班级426122指导教师薛岚顾问教师揭志远二〇〇九年六月摘要随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。
电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行高效节能又安全可靠。
传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。
可编程控制器由于具有可靠性高、功能强大等特点已经成为电梯微机控制系统的核心。
本文在阐述电梯的结构和可编程控制器的结构和工作原理的基础上，针对三层三站电梯，使用西门子S7-200 PLC和仿真软件设计了电梯的运行控制监控系统。
电梯的输入信号有3个轿内指令、厅外上、下召唤信号、用3个行程开关来代替电梯的位置信号。
输出信号有上行和下行、位置指示灯和轿厢内指令信号指示灯。
控制系统可以完成信号的登记和消除、自动选层和定向自动控制功能。
阐述了PLC的优点及特点，重点分析了电梯的硬件设计和软件设计，研究并提出了基于PLC电梯控制系统设计的实现方案，最后对本论文的研究内容进行了总结与展望。
关键词：电梯 S7-200PLC 梯形图AbstractWith the development of modern cities, an increasing number of high-rise building, elevator become an indispensable means of transport of daily life. The quality of the lift performance of the impact on people's lives becoming more and more obvious, it must strive to improve the performance of elevator systems, and ensure the operation of the lift is safe, reliable and energy efficient. The traditional elevator control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space，it being eliminated gradually. Programmable controller with high reliability, powerful features has become the core of microcomputer control system of elevator.Based on the elaboration of the elevator structure and structure and working principle of programming controller, according to the three layer three Creator, the elevator control system design using Siemens S7-200PLC.The input signal of the 3 elevator car instruction, hall, apposition signal call signal, with three travel switches instead of the elevator. The output signal has the up link and down link, position indicator lights and car lamp. The control system can complete the signal registration and eliminate automatic layer selection and directional automatic control function. It has elaborated the advantages and characteristics of PLC, analyzes the hardware design and software design of the elevator, and puts forward the design scheme based on PLC elevator control system, finally the research contents of this thesis are summarized and prospects.Keywords:elevator S7-200PLC control system目录摘要............................................................................................................................... ABSTRACT . (I)第一章绪论 01.1课题的研究背景及意义 01.2电梯的国内外发展状况 (1)1.3PLC在电梯控制中的应用以及发展前景 (1)1.4课题研究的内容 (3)第二章电梯概述 (4)2.1电梯的定义 (4)2.2电梯的种类 (4)2.3电梯的结构及组成 (6)第三章PLC简介 (9)3.1PLC的基本工作 (9)3.2自诊断程序 (10)3.3梯形图设计规则 (10)第四章三层电梯PLC控制系统硬件设计 (12)4.1控制要求 (12)4.2主要硬件选型 (13)......................................................................................................错误!未定义书签。
基于plc运输及控制系统的设计论文_本科论文
【摘要】 (2)【前言】 (3)【三菱可编程控制器介绍】 (5)1.1FX2N系列PLC的结构特点 (6)1.2FX2N系列PLC的基本组成 (7)【FX2N系列可编程控制器内部元件及功能】 (8)1.21输入继电器（X0） (8)1.22输出继电器(Y) (8)1.23辅助继电器(M) (8)1.24状态器（S） (9)1.25定时器（T） (9)1.26计数器（C） (10)1.27数据寄存器（D） (11)1设计目的 (13)2设计思路 (13)3设计过程 (13)3.1PLC输入/输出端子接线图 (13)3.2程序设计 (14)3.3皮带传输机控制原理 (17)4系统调试与结果…………………………………………………………………………..18/4.1系统调试 (18)4.2调试结果 (18)5主要元器件与设备 (19)6课程设计体会与建议 (20)7参考文献 (21)8附录 (22)8.1指令语句表 (22)8.2梯形图 (24)皮带运输机是当代最为得力的输送设备之一,在整个输送机范畴中,它是应用最为广泛的一种设备,它的产生已有上百年的历史了,现以成为冶金、矿山、水泥、码头、化工、粮食等行业最主要的运输工具。
早期皮带运输机由于其功率小、运距短、速度低,应用受到一定限制。
现针对皮带运输机控制系统中存在的问题,把可编程序控制器和变频器应用于皮带运输机控制系统上,利用可编程控制器取代继电器进行控制皮带运输机的起动和停止。
提高了系统的可靠性,系统的调速控制采用变频器进行变频调速,使调速性能更加稳定,保证了可靠。
输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。
输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。
输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。
可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置形式的作业线带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。
机械动力滑台PLC控制系统设计
攀枝花学院本科课程设计（论文）机械动力滑台PLC控制系统设计学生姓名：***学生学号： ************ 院（系）：机械工程学院年级专业：2011 级机械设计制造及其自动化指导教师：助理指导教师：二0一四年十二月摘要机械动力滑台在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
因其有着进给量稳定，慢速无爬行，高速无振动，有良好的抗冲击能力，以及没有液压驱动的管路，泄露，噪声，更便于维修的优点，而应用于我们的制造生产中，为我们生产加工零件带来了方便。
本文通过对机械动力滑台的电气控制、PLC的设计，采用整体化的设计思路，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。
对系统的输入输出信号的选择、PLC机型选择及各主要电器的选择都进行了最优化的选择。
最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。
关键字：机械动力滑台，可编程控制器（PLC），控制电路，I/O端口AbstractAlso known the hoist another name is winch. Vertical lifting transport machinery is an important component of the tie in with the derrick, mast, pulley blocks, and auxiliary equipment, used to enhance the materials, installation of equipment operations, from human or mechanical power-driven drum, winding traction rope to complete the installation work. Vertical, horizontal or inclined simple tractor Lifting heavy objects. Two types of the hoist are manual and electric two kinds. and Now to the main electric winch. The design of the 5-ton electric hoist motor contions electromotor 、coupling、arrester、retarder、drum、boom sheave 、a system of pulleys set、hook, etc..The design of the drum machine because of its simple structure, handling the installation of a flexible, convenient operation, simple maintenance, and operating environment features such as adaptability, can be applied to lifting metallurgical, construction, operations and other water conservancy, but the design mainly applied to the drum machine for 5-ton overhead crane hoisting mechanism. Heavy winch upgrade is one of the main functions of the design of various types of winches are based on based on this request.KEY WORDS: hoist，drum，drum，shaft目录摘要 (I)Abstract (II)1 系统控制方案的确立 (1)1.1 机械动力滑台工作方式 (1)1.2 采用PLC控制机械动力滑台的优点 (1)1.3 系统设计的基本步骤 (2)2 机械动力滑台的控制电路 (3)3 PLC的输入输出点分配表 (5)4 PLC控制接线图 (6)5 PLC简介 (7)5.1 PLC定义 (7)5.2 PLC的特点 (7)5.3 PLC的使用情况 (8)5.3.1 基本元件 (8)5.3.2 工业过程控制 (9)5.3.3 运动控制 (9)5.3.4 数据处理 (9)5.3.5 通信及联网 (9)6 PLC的选择 (10)6.1 三菱PLC (10)6.1.1 三菱PLC的特点 (10)6.1.2 三菱FXPLC的特点 (10)6.2 西门子PLC (11)6.3 欧姆龙PLC (12)7 PLC控制梯形图及语句表 (14)7.1梯形图 (14)7.2 语句表 (15)8 主要电器件的选择 (17)结论 (19)参考文献 (20)1 系统控制方案的确立1.1 机械动力滑台工作方式动力滑台按结构分有机械动力滑台和液压动力滑台。
PLC课程设计(论文)-抢答器PLC控制系统设计
PLC课程设计（论文）-抢答器PLC控制系统设计机电控制综合设计课程设计设计题目: 抢答器PLC控制系统设计院系名称: 机电工程专业班级: 机制F09 学生姓名: 学号: 20094805指导教师:2012 年 12 月 14日内容摘要利用CPU224型PLC设计了八路抢答器控制系统，给出了系统结构图、外部端子接线图、梯形图及语句表。
抢答器广泛应用于各种知识竞赛中，传统的抢答器大部分都是基于数字电路组成的，制作过程复杂，可靠性差。
本文介绍一种以西门子S7-200系列PLC为核心的八路抢答器系统，它充分利用了PLC的优点，具有结构简单、可靠性好等特点。
1、抢答器系统的功能:(1)抢答器可同时供8组选手参加比赛;(2)具有防止违规功能:只有在主持人发出开始抢答指令后，选手才能开始抢答;(3)具有抢答限时功能:在无人抢答时设置了蜂鸣器提示信号;(4)具有数码显示功能:能显示抢答选手的编号及答题倒计时时间。
2、抢答器控制系统抢答器控制系统分5部分:PLC、抢答按钮、蜂鸣器和显示部分，它利用抢答按钮输入各路的抢答信号，经PLC处理，输出控制信号，控制数码管和蜂鸣器提示电路工作。
关键词:PLC;抢答器;倒计时;数码管显示;梯形图;语句表目录第1章引言 (1)1.1 设备概况 (1)1.2 控制要求 .......................................................... 1 第2章系统设计 (2)2.1 抢答器系统组成 (2)2.2 系统设计过程 (2)2.3 工作过程设计 (3)2.4 硬件接线图及，,端子分配表 (5)2.5调试运行 (7)2.6梯形图 (8)2.7语句表 ...........................................................20 结论与设计总结 (25)谢辞 ....................................................................26参考文献 (27)第1章引言利用CPU224型PLC设计了八路抢答器控制系统，给出了系统结构图、外部端子接线图、梯形图及语句表。
PLC传送带控制系统——毕业论文
计控学院College of computer and control engineeringQiqihar university电气工程课程设计报告题目：PLC传送带控制系统系别电气工程系专业班级学生姓名学号指导教师提交日期成绩摘要传送带是一种广泛应用于工业的传输设备，对其进行自动化的改造无疑将提高工业生产的效率和安全性并且将大大的节约人力资源。
因其意义重大，对传送带的改造是多方面的而本文将主要介绍的是：基于PLC的传送带多速度控制系统的设计。
该系统的设计包括硬件设计和软件设计。
其中硬件设计包括PLC、变频器、异步电动机的外部电路的设计与安装；软件部分包括程序的设计与调试。
所设计系统最终能够通过PLC与变频器实现以下功能：(1)能对物品进行运送，速度可根据两物品之间的距离自动变换防止传送物品之间发生碰撞；（2）能够实现故障报警、状态指示、传送带带负载软启动等；（3）能够实现手动与自动状态切换，方便维护。
该系统主要运用了PLC、传感器、继电器、变频器等器件，利用PLC良好的自动控制性能，实现流水线传送带传送过程的无人控制。
本文将主要对PLC、变频器以及PLC 对变频器的控制部分进行介绍。
关键词：PLC；传送带；变频器；无人控制目录摘要I1 设计目的及意义 (1)2 设计内容 (1)传送机的简介 (1)可编程逻辑控制器（PLC） (1)变频器 (1)3功能需求分析 (2)系统功能 (2)方案设计 (2)4具体设计 (3)PLC选型 (3)电动机的选择 (4)变频器的选择 (4)传感器 (4)系统梯形图程序 (4)结论9参考文献 (10)1 设计目的及意义传统的传送带系统往往只能工作在某一固定的速度上，这种设计有着其他系统无法比拟的优点。
那就是系统及其简单，操作简便易于掌握使用且用途广泛。
其缺点也同样明显，当传送带上传送物品为易碎品或某些危险品时，若出口处有传送物品积压如果操作不当必然会造成损失甚至发生危险。
基于plc的课程设计论文题目
基于plc的课程设计论文题目一、教学目标本课程的教学目标是让学习者掌握基于PLC（可编程逻辑控制器）的系统设计和应用的基本知识和技能。
在知识目标上，学生需要理解PLC的工作原理、各部分组成、编程语言以及与工业控制系统的接口。
技能目标则要求学生能够独立完成PLC的程序设计、调试和维护工作，并能够针对具体的工业场景设计出解决方案。
情感态度价值观目标强调培养学生对自动化技术的兴趣，增强其创新意识和解决实际问题的能力。
二、教学内容教学内容将围绕PLC的基本概念、硬件结构和软件编程展开。
首先介绍PLC的发展历史、种类及其在工业自动化中的重要性。
随后深入讲解PLC的硬件组成，包括中央处理单元、输入/输出模块、电源模块等。
软件方面，学生将学习PLC的编程语言，如梯形图、指令表和功能块图，并通过实例了解程序设计过程。
最后结合实际案例，让学生学会如何设计一个完整的PLC控制系统。
三、教学方法考虑到PLC课程的实践性，将采用讲授法、案例分析法、实验法和讨论法相结合的教学方法。
讲授法用于理论知识的传授，案例分析法帮助学生理解PLC在实际中的应用，实验法则让学生亲手操作，加深对理论知识的理解。
讨论法则鼓励学生在小组内交流想法，培养团队协作能力。
四、教学资源教学资源包括最新版的教材、相关的参考书籍、在线教学资源和实验室设备。
教材和参考书将提供理论知识和案例分析，在线资源提供额外的学习资料和视频教程，实验室设备则是学生进行实验操作和调试的必要工具。
通过这些资源的整合，旨在提供一个全面的学习环境，增强学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、小测验和期末考试。
平时表现主要评估学生的出勤、课堂参与度和团队协作情况。
作业则主要检查学生对课堂所学知识的理解和应用能力。
小测验安排在课程中期和期末前，用以检验学生的学习进展和知识掌握情况。
期末考试则全面考察学生的课程学习成果，包括理论知识和实际应用。
所有评估方式均旨在保证评估的客观性和公正性，全面反映学生的学习成果。
换热器温度控制系统的设计过程控制系统与装置课程设计(论文)--大学毕业设计论文
过程控制系统与装置课程设计（论文）题目：换热器温度控制系统的设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目换热器温度控制系统的设计课程设计（论文）任务在某生产过程中，冷物料通过热交换器用热水（工业废水）和蒸汽对进行加热，工艺要求出口温度为140±2℃。
当用热水加热不能满足出口温要求时，则在同时使用蒸气加热，试设计换热器温度控制系统。
1.技术要求:测量范围：0-180℃控制温度：140±2℃最大偏差：5℃；2.说明书要求:确定控制方案并绘制原理结构图、方框图；选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号；确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；若设计由计算机实现的数字控制系统应给出系统硬件电气连接图及序流程图；编写设计说明书。
指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：年月日目录第1章换热器温度控制系统设计概述 .......................................................................第2章换热器温度控制系统设计方案论证 .................................................................第3章系统内容设计.....................................................................................................3.1 温度传感器的选择 ...............................................3.2 流量变送器的选择 ...............................................3.3 调节器的选择 ...................................................3.4 执行器的选择 ...................................................3.5 变送器的选择 ...................................................3.6 调节阀的选择 ...................................................第4章系统性能分析. (X)4.1参数整定........................................................4.2.控制算法的确定 (X)第5章课程设计总结 (XX)参考文献 (XX)第1章换热器温度控制系统设计概述换热器的应用广泛，比如中央空调系统，机械润滑油冷却系统，制药消毒系统，饮料行业消毒系统，船用冷却，化工行业特殊介质冷却系统日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。
课程设计(论文)-模糊控制器设计模板
模糊控制器设计模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制。
从线性控制与非线性控制的角度分类，模糊控制是一种非线性控制。
从控制器的智能性看，模糊控制属于智能控制的范畴，而且它已成为目前实现智能控制的一种重要而又有效的形式。
1模糊控制的基本思想在自动控制技术产生之前，人们在生产过程中只能采用手动控制方式。
手动控制过程首先是通过观测被控对象的输出，其次是根据观测结果做出决策，然后手动调整输入量，操作工人就是这样不断地完成从观测、决策到调整，实现对生产过程的手动调整输入量，操作工人就是这样不断地完成从观测、决策到调整，实现对生产过程的手动控制。
这三个步骤分别是由人的眼-脑-手来完成的。
后来，由于科学技术的进步，人们逐渐采用各种测量装置（如传感器）代替人眼，完成对被控制量的观测任务；利用各种控制器（如PID调节器）取代人脑的作用，实现比较、综合被控制量与给定量之间的偏差，控制器所给出的输出信号相当于手动控制过程中人脑的决策；使用各种执行机构（如电动机）对被控对象施加某种控制作用，这就起到了手动控制中手的调整作用。
上述由测量装置、控制器、被控对象及执行机构组成的自动测控系统，就是人们所熟知的常规负反馈控制系统。
常规控制首先要建立精确数学模型，但是对一些复杂的工业过程，建立精确的数学模型是非常困难的，或者是根本不可能的。
于是常规控制技术在这里就遇到了不可逾越的障碍。
但是，熟练的技术操作人员，通过感官系统进行现场观察，再根据自己的经验就能很容易地实现这类控制过程，于是就产生了一个问题，能否把人的操作经验总结为若干条控制规则，并设计一个装置去执行这些规则，从而对系统进行有效的控制呢?答案是肯定的。
这种装置就是模糊控制器。
与传统的PID控制相比，模糊控制有其明显的优越性。
由于模糊控制实质上是用计算机去执行操作人员的控制策略，因而可以避开复杂的数学模型。
对于非线性，大滞后及带有随机干扰的复杂工业对象，由于数学模型难以建立，因而传统的PID控制也就失效，而对这样的系统，设计一个模糊控制器，却没有多大困难。
控制系统类的课程设计
控制系统类的课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握控制系统的基本概念、原理和方法，培养学生分析和解决控制系统问题的能力。
具体来说，知识目标包括：掌握控制系统的数学模型、稳定性分析、控制器设计等基本理论；技能目标包括：能够运用MATLAB等软件进行控制系统分析和仿真；情感态度价值观目标包括：培养学生对控制工程的兴趣，提高学生的问题意识和创新精神。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括控制系统的基本概念、数学模型、稳定性分析、控制器设计等。
具体安排如下：1.第一章：控制系统导论，介绍控制系统的基本概念、发展历程和应用领域。
2.第二章：控制系统的数学模型，学习状态空间表示、系统性质和状态反馈。
3.第三章：稳定性分析，掌握李雅普诺夫方法、劳斯-赫尔维茨准则等。
4.第四章：控制器设计，学习PID控制、状态反馈控制和观测器设计。
5.第五章：控制系统仿真，利用MATLAB进行控制系统分析和仿真。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于传授基本理论和概念，引导学生掌握控制系统的基本知识。
2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析控制系统在实际工程中的应用，帮助学生了解控制系统的应用价值。
4.实验法：利用MATLAB进行控制系统分析和仿真，提高学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程准备以下教学资源：1.教材：《控制系统导论》、《控制工程基础》等。
2.参考书：《现代控制系统》、《控制理论及其应用》等。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，以便于学生复习和自学。
4.实验设备：计算机、MATLAB软件、控制系统实验板等，用于实验教学和仿真练习。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问和讨论等，占总成绩的20%；作业主要包括练习题和小论文，占总成绩的30%；考试分为期中考试和期末考试，各占总成绩的30%。
过程控制课程设计
辽宁工业大学过程控制系统课程设计（论文）题目：精馏塔塔内压力控制系统设计院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要精馏塔是石油、化学加工工业(CPI)中使用量最大、能耗最高、应用面极广的分离单元操作设备。
本设计采用单回路控制系统对塔内压力进行实时控制，采用PID算法的DTZ—2100控制器对HK-613系列通用型压力变送器采集到的塔内压力值进行处理，并将控制信号传递给ZXS型新系列气动薄膜角形单座调节阀，令其对冷却量进行控制，从而达到对塔内压力的控制。
精馏塔的控制最终目标是：在保证产品质量的前提下，使回收率最高，能耗最小，或使总收益最大生产设备自动化程度的提高，有利于降低工厂成本、促进生产线的柔性化和集成化，有利于提高产品的产量、质量以及产品的竞争力。
从某种意义上说，高效的精馏塔控制技术为我们创造了不可忽视的经济效益和社会效益。
关键词：精馏塔；分离单元；PID算法目录第1章绪论研究背景及意义精馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程。
而石油化工是基础性产业，它为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供配套和服务，在国民经济中占有举足轻重的地位，在现代生活中，几乎随时随地都离不开化工产品，从衣、食、住、行等物质生活到文化艺术、娱乐等精神生活，都需要化工产品为之服务。
精馏的目的是利用混合液中各组分具有不同挥发度，将各组分分离并达到规定的纯度要求。
精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即同一温度下各组分的蒸汽分压不同，使液相中轻组分转移到气相，气相中的重组分转移到液相，实现组分的分离。
1.精馏过程的核心在于回流，而回流必须消耗大量能量。
降低能耗是精馏过程发展的重大课题。
除了选择经济上合理的回流比外，主要的节能措施有：热泵精馏。
全自动洗衣机课程设计论文
内容摘要本次课程设计的主要任务是全自动洗衣机控制系统设计，主要目的是采用可编程控制器（PLC）作为核心控制部件的全自动洗衣机控制系统的设计，这不仅是对所学知识的检验，更是对所学知识的巩固。
本文主要介绍了洗衣机的结构，对全自动洗衣机的控制系统进行了分析，在此基础上提出了基于可编程控制器（PLC）的全自动洗衣机控制方案，并对方案进行了论证，根据洗衣机的工作原理，设计了流程及程序，对按钮及其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。
由于洗涤，排水，脱水的时间均由PLC内计计时器控制，所以只要改变计时器参数就可以改变时间。
我所设计的全自动洗衣机控制系统具有智能化程度高、安全可靠、方便、灵活等特点，满足本次课程设计的要求。
关键词：可编程控制器；全自动洗衣机；I/O分配表；目录第一章引言 (1)第二章系统总体方案设计 (2)2.1 系统硬件配置 (2)2.2 系统组成原理 (4)2.3 系统可靠性设计 (5)第三章PLC控制系统设计 (7)3.1 控制要求分析，设计主电路 (7)3.2 确定I/O信号数量，选择PLC类型 (11)3.3 PLC主机I/O分配表 (13)3.4 PLC主机I/O接线图 (14)3.5 控制程序的编制 (15)3.6 控制程序的调试 (21)结论 (25)设计总结 (26)谢辞 (27)附录 (28)参考文献 (29)第一章引言从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动。
然而在洗衣机出现以前，对于许多人而言，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩打，这些不断重复的简单的体力劳动，常常留给人的感受是：辛苦劳累。
于是人类想怎样用身边的材料来帮人们干活,来减轻人们的体力劳动。
洗衣机就是人类智慧的结晶，它用来帮助人们解脱双手节省体力。
随着时代的发展，人们并不满足那些简单的机器，只想要把脏衣物放进去，最后出来的就是一件干干净净、毫无损伤并且可以直接穿的衣服。
锅炉汽包水位控制系统的设计毕业论文
过程控制系统实验报告专业 xxxxxx班级 xxxxxxxxx学生姓名 xxxxxx学号 xxxxxxxx锅炉汽包水位控制系统设计一、控制要求设计一个汽包水位控制系统;使汽包水位维持在90CM;稳态误差±0;5CM;以满足生产要求..二、完成的主要任务1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程2.对被控对象进行特性分析;画出汽包水位控制系统方框图和流程图3.选择被控参数和被控变量;说明其选择依据4.设计控制系统方案;如何选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真;对参数进行整定;其仿真图要满足动态性能指标8.总结实验课程设计的经验和收获过程控制系统实验报告............................... - 0 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理............ - 3 -1.1 概述............................................ - 3 -1.2 锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................ - 4 -1.3 锅炉生产蒸汽工作流程 ............................ - 4 - 第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计............... - 5 -2.1 对被控对象进行特性分析 ............................ - 5 -2.2汽包水位控制系统方框图和流程图..................... - 5 -2.2.1 液位控制系统的方框图.................................. - 5 -2.2.2 液位控制系统的方案图.................................. - 6 -2.3选择被控参数和被控变量............................. - 7 -2.4选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标 .......... - 7 -2.4.1传感器、变送器选择 ..................................... - 8 -2.4.2执行器的选择........................................... - 8 -2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择.. ....................... - 8 -2.4.4 关于给水调节阀型号的选择.. ............................. - 9 -2.4.5 给水流量蒸汽流量..................................... - 9 -2.5 四个环节的工作形式对控制过程............................... - 9 -第三章PID控制.................................... - 10 -3.1对控制进行PID控制.......................................... - 10 -3.2整定PID理论参数............................................ - 11 -第四章仿真...................................... - 12 -4.1对锅炉汽包水位进行simulink仿真................... - 12 -4.2对系统参数进行整定................................ - 14 -第四章结束语...................................... - 10 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理1.1概述随着电子产品的降价及自动化生产线工艺控制连续稳定优势的凸现;越来越多的企业准备将自己的核心生产线改成全自动化生产线或者对个别关键工艺参数采用自动控制..工业应用自控技术在中国的推广使用较晚;但近年来发展较快..国内现在做汽包水位自动控制系统方面的设计公司很多;但由于能够集工艺要求、自动化技术和电气技术三者于一体的设计不多;所以人们清楚地认识到自动控制技术在工业应用中的重要地位和作用..从传统的控制方式来看;结构简单成本低的方案不能有效的控制锅炉汽包“虚假水位”现象;而能够在一定程度上控制“虚假现象”;系统却过于复杂;成本较高..故三种基本结构应运而生：单冲量调节系统结构;单级三冲量调节系统结构;串级三冲量调节系统结构..低负荷阶段;由于疏水和排污等因素的影响;给水和蒸汽流量存在着严重的不平衡;而且流量太小时;测量误差大;故在低负荷阶段;一般采用单冲量调节方式..单冲量水位控制系统是以汽包水位作为唯一的控制信号;冲量即变量..单冲量水位控制系统由汽包、变送器、调节器、执行器及调节阀等组成;系统框图如下所示：图1.1 液位控制系统方框图1.2锅炉生产蒸汽工艺简述水位控制系统的任务是使给水量与锅炉蒸汽量相适应;维持汽包水位在工艺规定的范围内..汽包水位反映了锅炉蒸汽流量与给水量之间的平衡关系;是锅炉运行中非常重要的监控参数..汽包水位过高;会影响汽水分离的效果;使蒸汽带液;过热器结垢;影响过热器的效率；如果使带液蒸汽进入汽轮机;会损坏汽轮机叶片..如果水位过低;会破坏水循坏而损坏锅炉;尤其是大型锅炉;一旦停止给水;汽包存水会在很短时间内完全汽化而造成重大事故;甚至引起爆炸..因此汽包水位需要严格控制..1.3锅炉生产蒸汽工作流程锅炉是工业过程中不可缺少的动力设备;锅炉的任务是根据外界负荷的变化;输送一定质量气压;气温和相应数量的蒸汽..锅炉是由“锅”和“炉”俩部分组成..“锅”就是锅炉的汽水系统;如图所示..由省煤器3、汽包4、下降管8、过热器5、上升管7、给水调节阀2、给水母管1及蒸汽母管6等组成..锅炉的给水用给水泵打入省煤器;在省煤器中;水吸收烟气的热量;使温度升高到本身压力下的沸点;成为饱和水然后引入汽包..汽包中的水经下降管进入锅炉底部的下联箱;又经炉膛四周的水冷壁进入上联箱;随即又回入汽包..水在水冷壁管中吸收炉内火焰直接辐射的热;在温度不变的情况下;一部分蒸发成蒸汽;成为汽水混合物..汽水混合物在汽包中分离成水和汽;水和给水一起在进入下降管参加循环;汽则由汽包顶部的管子引往过热器;蒸汽在过热器中吸热、升温到规定温度;成为合格蒸汽送入蒸汽母管..“炉”就是锅炉的燃烧系统;由炉膜、烟道、吸燃器、空气预热器等组成..锅炉燃料燃烧所需的空气由送风机送入;通过空气预热机;在空气预热机中吸收烟气热量;成为热空气后;与燃料按一定的比例进入炉膛燃烧;生成的热量传递给蒸汽发生系统;产生饱和蒸汽..然后经过过热器;形成一定的过热蒸汽;汇集到蒸汽母管..具有一定的压力的过热蒸汽;经过负荷设备调节阀供负荷设备使用..与此同时;燃烧过程中产生的烟气;其中含有大量余热;除了将饱和蒸汽变成过热蒸汽外;还预热锅炉给水和空气;最后经烟囱排入大气..第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计2.1 对被控对象进行特性分析在设计锅炉汽包水位控制的过程中首先从汽包锅炉入手;汽包锅炉有自然循环方式和强制循环方式两种;汽包锅炉自动控制的任务与直流锅炉几乎一样;也是主要包括四个方面：1保证系统安全运行；2保持燃烧的经济性；3保持炉膛负压在一定范围内；4运行中保证气轮机所需的蒸汽量;过热蒸汽压力和蒸汽温度的恒定..无论上一自然循环还是强制循环锅炉;其给水控制的任务都是为了保证锅炉负荷和给水的平衡关系..但是;汽包锅炉由于有了汽包的存在;使锅炉的运行方式、锅炉的结构、工作原理与直流锅炉不同;这就使实现控制的方式;采用被调量都有所区别..2.2汽包水位控制系统方框图和流程图2.2.1液位控制系统的方框图单冲量水位控制系统以汽包水位作为唯一的控制信号;冲量即变量..水位测量信号H的偏差;通过执行器去控经变送器送到水位调节器;调节器根据汽包水位测量值H与0制给水调节阀以改变给水量;保持汽包水位在允许的范围内..系统方框图如下所示..图2.1 液位控制系统方框图这种控制系统结构简单;是典型的单回路控制系统..采用单冲量控制系统;进行PID调节一般就能满足生产要求..2.2.2液位控制系统的方案图以汽包水位为被控参数;给水量作为控制变量可构成如图所示的单回路水位控制系统;工程上也称为单冲量控制系统..这种系统的优点是所用设备少;结构简单;参数整定和使用维护方便..在如图所示的单冲量控制系统中;当锅炉蒸汽负荷流量突然大幅度增加时;由于假水位现象;调节器不但不及时开大给水阀来增加给水量;反而去关小调节阀的开度;减小给水量..这样由于蒸汽量增加、给水量减少使汽包存水量减少..等到假水位消失后;汽包水位会严重下降;甚至会使汽包水位降到危险的程度;以至发生事故..对于负荷变动较大的大、中型锅炉;单冲量控制系统不能保证水位稳定;难以满足水位控制要求和生产安全..而对小型锅炉;由于蒸汽负荷变化时假水位的现象并不明显;如果在配上相应的一些联锁报警装置;这种单冲量控制系统也能满足生产的要求;并保证安全生产..图2.2 液位控制系统方案图 2.3选择被控参数和被控变量被控参数：能在生产过程中借助自动控制保持恒定值或按一定规律变化的变量.. 控制变量：用来克服干扰对被控参数的影响;实现控制作用的变量..又称为操纵变量..最常见的操纵变量是介质的流量;也有以转速、电压等作为操纵变量的..本次实验设计的控制变量为出口流体的流量..控制变量的确定被控变量选定以后;应对工艺进行分析;找出所有影响被控变量的因素..在这些变量中;有些是可控的;有些是不可控的..1、在诸多影响被控变量的因素中选择一个对被控变量影响显著且便于控制的变量;作为控制变量；2、其它未被选中的因素则视为系统的干扰..2.4选择检测仪表;说明其选择原则和仪表性能指标调节器的选型与调节规律的选择对过程控制系统的控制品质有至关重要的影响;也是过程控制系统设计的核心内容之一..调节器的输出决定于被控参数的测量值与设定值之差;被控参数的测量值与设定值变化;对输出的作用方向是相反的..过程控制中;对于调节器的正反作用的定义为：当设定值不变时;随着测量值的增加;调节器的输出也增加;则称为“正作用”方式；同样;当测量值不变;设定值减小时;调节器输出增加;称为“正作用”方式..调节阀正、反作用方式的选择是在调节阀气开、气关方式确定之后进行的;其确定原则是使整个单回路构成负反馈系统..图2.2 液位控制系统流程图2.4.1传感器、变送器选择传感器、变送器完成对被控参数的检测;并将测量信号传送至控制器..测量信号是调节器进行控制的依据;被控参数迅速、准确地测量是实现高性能控制的重要条件..测量不准确或不及时;会产生失调、误调或调节不及时..因此;传感器、变送器的选择是过控系统设计中重要的一环..2.4.2执行器的选择过程控制使用最多的是由执行机构和调节阀组成的执行器..A 、调节阀工作区间的选择B 、调节阀的流量特性选择C 、调节阀的气开、气关作用方式选择2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择关于给水调节阀的气开气关的选择;一般都是从安全角度考虑的..如果高压蒸汽供给蒸汽透平压缩机的重要负荷;为保护这些设备以选用气开F ．C 阀为宜..如果蒸汽作为工艺生产中的热源时;为保护锅炉;以选用气关F ．O 阀为宜..综合起来考虑;一般选带保”+”-位装置F．IJ的给水阀;即事故状态该阀停在原位..2.4.4 关于给水调节阀型号的选择关于给水调节阀型号的选择..由于流经给水阀的除氧水压力为6．0MPa 温度为104℃ ;极宜产生汽蚀现象..对于轻度汽蚀;一般给水阀的阀芯阀座选用司钛莱合金堆焊即可..对于重度汽蚀;一般给水阀选用多级高压调节阀;使高压除氧水在流过调节阀多级节流孔后逐渐降压;而每级阀芯上只承担一部分压差;使节流后的压力在阀的部分恢复不到流体的饱和蒸汽压力;可以有效的避免汽蚀现象;也有效的防止了汽蚀引起的噪声振动和对阀芯阀座的侵蚀..2.4.5 给水流量蒸汽流量给水流量蒸汽流量的一次元件如果选用节流装置;则差压变送器输出的信号需经开方器后再输入到加法器进行信号叠加..这样可以减少非线性对系统调节品质的影响..若是选用流量变送器则不必加开方器..它们的显示仪表的量程应选择的相同;其范围应比额定蒸汽负荷大一些;以保证锅炉在额定负荷下的给水流量有波动的余地..2.5 四个环节的工作形式对控制过程确定调节系统的方案时;要根据对象的特性和工艺要求;选择合适的调节规律;使组成的调节系统满足预期的品质指标..调节器的调节规律;即它的输出量与输入量偏差值之间的函数关系..P = f e调节器的作用是根据偏差;按规定的调节规律产生输出信号;推动执行机构;对生产过程进行调节..1、比例控制P适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有提出无差要求的系统;2、比例积分控制PI适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统..3、比例微分控制PD适用于控制通道滞后较大的系统..例如加热较慢的温度控制系统..4、比例积分微分控制PID适用于容量滞后较大、负荷变化大、控制质量要求较高的系统;应用最普遍的是温度控制系统与成分控制系统..第三章PID控制3.1对控制进行PID控制求出系统的传递函数;画出液位控制系统方框图..在稳定状态下;水位测量信号等于给定值;水位调节器的输出;蒸汽流量及给水流量等三个信号;通过加法器得到的输出电流为:I0= K1 I1-K2 I2+ K3 I3式中;I1 为液位调节器的输出电流;I2 为蒸汽流量变送器的电流;I3 为给水流量变送器的电流;K1 、K2 、K3 分别为加法器各通道的衰减系数..设计K2 I2= K3 I3此时I0 正是调节阀处于正常开度时所需要的电流信号为了安全调节阀必须用气关阀 ..假定在某一时刻;蒸汽负荷突然增加;蒸汽流量变送器的输出电流I2 相应增加;加法器的输出电流I0 就减少; 从而开大给水调节阀..但是与此同时出现了假水位现象;水位调节器输出电流I1 将增大..由于进入加法器的两个信号相反; 蒸汽流量变送器的输出电流I2 会抵消一部分假水位输出电流I1 ; 所以; 假水位所带来的影响将局部或全部被克服..待假水位过去;水位开始下降;水位调节器输出电流I1 开始减小; 此时; 它与蒸流量信号变化的方向相反; 因此加法器的输出电流I0 减小; 意味着要求增加给水量; 以适应新的负荷需要并补充水位的不足..图3.1 液位控制系统方框图3.2整定PID理论参数调节器参数的工程整定方法在控制系统设计或安装完毕后;被控对象、测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定了;不能任意改变..只能通过控制器参数的工程整定;来调整控制系统的稳定性和控制质量..控制器参数的整定;就是按照已定的控制方案;求取使控制质量最好的控制器参数值..具体来说;就是确定最合适的控制器比例度P、积分时间TI;和微分时间TD..1稳定边界法临界比例度法属于闭环整定方法;根据纯比例控制系统临界振荡试验所得数据临界比例度Pm和振荡周期Tm;按经验公式求出调节器的整定参数..1 若置调节器Ti→∞;Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..yT图3.2 液位控制系统图根据Pm 和Tm;按经验公式计算出控制器的参数整定值第四章仿真4.1对锅炉汽包水位进行simulink仿真稳定边界法：图4.1比例控制图图4.4 比例控制 simulink仿真结果图4.3系统PID仿真图图4.4 PID控制simulink仿真结果4.2对系统参数进行整定1 置调节器Ti→∞; Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..3根据Pm和Tm;按经验公式计算出控制器的参数整定值..在控制系统设计或安装完毕后;被控对象、测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定了;不能任意改变..只能通过控制器参数的工程整定;来调整控制系统的稳定性和控制质量..控制器参数的整定;就是按照已定的控制方案;求取使控制质量最好的控制器参数值..具体来说;就是确定最合适的控制器比例度P、积分时间TI;和微分时间TD..1稳定边界法临界比例度法属于闭环整定方法;根据纯比例控制系统临界振荡试验所得数据临界比例度Pm和振荡周期Tm;按经验公式求出调节器的整定参数..1 若置调节器Ti→∞;Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..2 逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm和Tm..第五章结束语这次的锅炉汽包水位控制系统设计;把课堂上学到的东西用了出来;因为每台锅炉都不一样;不能全部说清楚..这次课程设计是使用常规仪表对锅炉汽包水位进行自动控制的典型的方案;让我从中体会到了过程控制的内涵..也为接下来的考试打下了基础..同时感谢老师的精心指导;让我能顺利完成这次课程设计..。
现代控制系统理论课程论文设计 浙江大学
现代控制理论课程论文现代控制理论综述XXXX学号XXXX学院机械工程学院班级XXXXX专业机械设计与理论学位类型学术型2014年11月21日摘要本文对现代控制理论做了一次完整综述,主要讲了现代控制理论的起源、容、开展与其特点。
本文简要说明了现代控制理论的主要容，对系统的状态和状态方程、线性控制系统的能控性和能观性、系统的稳定性分析、线性定常系统的常规综合、最优控制做了简要概述。
最后介绍了一下现代控制技术在21世纪的开展趋势，主要包括信息技术与控制技术的结合、虚拟现实与计算机仿真技术、集成控制技术。
关键词：现代控制理论，综述，主要容，开展趋势AbstractThis paper made a plete summary modern control theory, concerning the origin, content, development and characteristics of modern control theory. This paper made a brief description of the main elements of modern control theory, including the system's status and state equations, linear control system controllability and observability, the stability analysis, conventional integrated of linear time-invariant systems and optimal control. Finally we made a introduction about the trends of modern control theory in modern control technology of the 21st century, including the bination of information technology and control technology, virtual reality and puter simulation technology and integrated control technology.Key words:Modern control theory, summary, main content, development trend目录第一章绪论1现代控制理论的起源与开展1现代控制理论的特点与主要容简介1现代控制理论的学习意义1第二章现代控制理论的主要容2系统的状态和状态方程2线性控制系统的能控性和能观性2系统的稳定性分析3线性定常系统的常规综合4最优控制4第三章现代控制技术在21世纪的开展趋势5信息技术与控制技术的结合5虚拟现实与计算机仿真技术6集成控制技术7第四章总结与展望8参考文献8第一章绪论1.1现代控制理论的起源与开展经典控制理论考虑的对象比拟简单，对象为单输入单输出、线性、时不变系统；使用图形化方法，从而依赖于设计人员的经验；不能具有处理多目标，不能揭示系统的部特性。
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自动控制原理课程设计专业：电自动化设计题目：控制系统的综合设计班级：学生姓名：学号：指导教师：分院院长：教研室主任：电气工程学院一、课程设计任务1、设计内容针对二阶系统)1()(+=s s Ks W ，利用有源串联超前校正网络（如图所示）进行系统校正。
当开关S 接通时为超前校正装置，其传递函数11)(++-=Ts Ts K s W cc α，其中132R R R K c +=，1)(132432>++=αR R R R R ，C R T 4=，“-”号表示反向输入端。
若K c =1，且开关S 断开，该装置相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。
2、设计要求11.0)(≤∞e ，开环截止频率ωc ’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°；2）根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数；3）设校正装置R 1=100K ，R 2=R 3=50K ，根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R 4、C 值；4）绘制引入校正装置后系统电路原理图（设给定的电阻和电容：R=100K ，C=1μF 、10μF 若干个）；5）利用Matlab 仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线,并验算设计结果；6）在Matlab-Simulink 下建立系统仿真模型，求校正前、后系统单位阶跃响应特性，并进行系统性能比较；7）利用自动控制原理实验箱完成硬件系统设计，包括：搭建校正前后系统电路、输入阶跃信号并通过示波器观察校正前后系统输出响应曲线。
3. 课程设计报告要求 （1）设计报告包括内容1）理论计算校正装置的过程；2）绘制系统电路图时各环节参数的计算过程（包括有源校正装置R 4和C 的计算过程）；3）利用Matlab 仿真软件辅助分析设计的程序及校正前、后对数频率特性曲线；cR4）利用Matlab-Simulink建立校正前、后系统仿真模型，求单位阶跃响应曲线，并计算校正前后系统超调量、调节时间，给出结论；5）硬件系统设计过程及设计结果，给出结论。
（2）在设计过程中遇到的软、硬件问题及解决的办法（3）课程设计总结包括：本次课程设计过程中的收获、体会，以及对该课程设计的意见、建议等。
（4）上交电子版设计报告（5）设计中参考文献列表（6）报告使用B5纸打印5. 参考资料[1]王建辉等.自动控制原理.北京:清华大学出版社.2007[2]胡寿松.自动控制原理.北京:科学技术出版社.2001[3]薛定宇.反馈控制系统设计与分析—MATLAB语言应用（第1版）.北京:清华大学出版社.2000[4]薛定宇.控制系统计算机辅助设计—MATLAB语言及应用.北京:清华大学出版社.1996[5]罗忠宝.自动控制原理实验指导书.长春：本校自编教材6.7. 课程设计时间及地点2013年6月17日-2013年6月30日上午：8:30-11:30；下午：1:00-4:00地点：新实验楼323自动控制原理课程设计专业：电自动化设计题目：控制系统的综合设计班级： 1143 学生姓名：黄乾学号：28 指导教师：刘晓梅分院院长：许建平教研室主任：高纯斌电气工程学院目录目录第一章课程设计内容与要求分析 (1)1.1设计内容 (1)1.2设计要求 (1)第二章理论分析 (3)2.1数据计算与分析 (3)2.1.1 确定原系统传递函数 (3)2.1.2 分析原系统频率特性 (3)2.1.3 确定校正装置数学模型 (3)2.1.4 分析校正后系统频率特性 (4)2.1.5 确定校正装置中R4和C的值 (5)2.2系统模型设计 (5)2.2.1 比例积分环节电路模型设计 (5)2.2.2 惯性环节电路模型设计 (7)2.2.3 校正装置电路模型设计 (7)第三章软件仿真设计 (9)3.1绘制原系统的频率特性 (9)3.2绘制校装置频率特性 (10)3.3校正后系统频率特性 (11)3.4比较校正装置，原系统和校正后系统的频率特性 (12)3.5SIMULINK仿真分析（求校正前、后系统单位阶跃响应）133.5.1原系统单位阶跃响应 (13)3.5.2校正后系统单位阶跃响应 (14)3.5.3 校正前、后系统单位阶跃响应比较 (14)第四章实验测量 (16)第五章自动控制原理课程设计总结 (18)参考文献 (19)评语及成绩第一章 课程设计内容与要求分析1.1 设计内容针对二阶系统)1()(+=s s Ks W ，利用有源串联超前校正网络（如图所示）进行系统校正。
当开关S 接通时为超前校正装置，其传递函数11)(++-=Ts Ts K s W cc α，其中132R R R K c +=，1)(132432>++=αR R R R R ，C R T 4=，“-”号表示反向输入端。
若K c =1，且开关S 断开，该装置相当于一个放大系数为1的放大器（对原系统没有校正作用）。
图1-1 校正装置电路图1.2 设计要求1）引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差1.0)(≤∞e ，开环截止频率ωc ’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°；2）根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数；3）设校正装置R 1=100K ，R 2=R 3=50K ，根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R 4、C 值；4）绘制引入校正装置后系统电路原理图（设给定的电阻和电容：R=100K ，C=1μF 、10μF5）利用Matlab仿真软件辅助分析，绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线,并验算设计结果；6）在Matlab-Simulink下建立系统仿真模型，求校正前、后系统单位阶跃响应特性，并进行系统性能比较；7）利用自动控制原理实验箱完成硬件系统设计，包括：搭建校正前后系统电路、输入阶跃信号并通过示波器观察校正前后系统输出响应曲线。
第二章 理论分析2.1 数据计算与分析2.1.1 确定原系统传递函数有开环传递函数)1()(+=s s Ks W 知，系统为Ⅰ型系统，又有稳态误差1.0)(≤∞e ，所以1.01)(=≤∞Ke 10≥K （取K=10）校正前系统的开环传递函数为)1(10)(+=s s s W2.1.2 分析原系统频率特性由110)(==cc c w w w A 得，原系统的穿越频率 4.41.3<=c w原系统的相位裕度如下：根据0lg 10)'(=+d c w L γ令4.4'=c w 求得dB gw gw g w L c c c 6'201'20110201)'(-≈--≈微分校正装置交接频率比41010)('≈=-c Ld ωγ2.1.3 确定校正装置数学模型根据Tw dd c 1'1γωγ==求得 456.0'==c dT ωγ 校正装置为1114.01456.011)(++=++=s s s Ts s w dc γ2.1.4 分析校正后系统频率特性系统校正后的传递函数为)18.8)(1(12.210)1114.0)(1()1456.0(10)(+++⨯=+++⨯=s s s ss s s s s G ）（校正后系统的相位裕度为())'(180'c c ωϕωγ+︒=)4.4456.0arctan 4.4114.0arctan 4.4arctan 90(180⨯+⨯--︒-+︒==49.8°＞45º 满足要求校正后系统的幅值特性为1)114.0()1(1)456.0(10222+++=c c c c w w w w h校正后系统的幅值裕度为)(4.19lg 20)(dB h dB h ==校正后系统的频率特性如上所示，均满足校正装置的要求。
2.1.5 确定校正装置中R4和C 的值校正装置如图2-1所示。
图2-1 校正装置电路图由图可知校正系统的传递函数1)1(++=Ts Ts K w c c α其中：C R T 4=；123R R R K c +=；3232411R R R R R ++=α，1>α。
456.0=T α)1114.0)(1()1456.0(10)(+++⨯=s s s s s G410050501=⨯+=Rα R=8.3K Ω C=13.7uF2.2 系统模型设计2.2.1 比例积分环节电路模型设计比例积分环节电路如图2-2所示。
图2-2 比例积分环节这个电路的要求是RC=1/10，为什么是这个要求呢，因为这个积分电路我们要实现的就是10/S，所以会有RC=10这一要求，在之后的硬件电路的搭建中，我们也是依靠传递函数，在这里就不在一一赘述。
我们假定C=1uF，所以我们可以算出R=100KΩ，如下所示。
2.2.2 惯性环节电路模型设计惯性环节如图2-3所示。
图2-3 惯性环节对于这个电路，我们的要求是两个电阻的阻值相等，且RC=1，这个算法在我们的传递函数1/(s+1)中就可以体现出来。
2.2.3 校正装置电路模型设计校正装置电路如图2-5所示。
图2-4 校正装置这个电路中容值和阻值的选择我们在上面的电路中已经很详细的介绍过，在这里就不在赘述了。
第三章 软件仿真设计利用MATLAB 进行仿真设计（校正），就是借助MATLAB 相关语句进行上述运算，完成以下任务：①确定校正装置；②绘制校正前、后、校正装置对数频率特性；③确定校正后性能指标。
从而达到利用MATLAB 辅助分析设计的目的。
任务要求单位反馈线性系统开环传递函数为：)1(10)(+=s s s G要求系统在单位斜坡输入信号作用时，开环截止频率ωc '≥4.4弧度/秒，相位裕量γ'≥450，利用MATLAB 进行串联超前校正。
3.1 绘制原系统的频率特性绘制原系统对数频率特性，并求原系统幅值穿越频率wc 、相位穿越频率wj 、相位裕量Pm 、幅值裕量Gm num=[10]; den=[1,1,0]; W=tf(num,den); bode(W); margin(W);[Gm,Pm,wj,wc]=margin(W);grid;原系统伯德图如图3-1所示，其截止频率、相位裕量、幅值裕量从图中可见。
另外，在MATLAB Workspace下，也可得到此值。
由于截止频率和相位裕量都小于要求值，故采用串联超前校正较为合适。
根据下面的这个图分析，我们可以很清楚的知道原系统的相位裕量为18deg，穿越频率为3.08rad/sec，不符合我们的要求，所以我们应该加一个校正装置。
图3-1 校正前系统频率特性3.2 绘制校装置频率特性求校正装置W(s)（即Wc）传递函数cnumc=[0.456,1];denc=[0.114,1];Wc=tf(numc,denc);bode(Wc);grid;执行程序后，校正装置的频率特性如图3-2所示，仔细观察数据，我们可以看到，这个校正装置是可以实现我们的要求的。