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(毕业论文)基于ATLAB的过程控制系统仿真研究 (毕业论文)基于ATLAB的过程控制系统仿真研究

格式:word 上传:2022-06-24 20:03:30

《(毕业论文)基于ATLAB的过程控制系统仿真研究》修改意见稿

1、“.....克服大滞后的预估器,克服干扰的前馈控制和串级控制等等,这阶段的主要任务是稳定系统,实现定值控制。这与当时生产水平是相适应的。第二阶段是发展阶段,以现代控制理论为主要基础,以微型计算机和高档仪表为工具,对较复二〇〇五年六月十三日星期杂的工业过程进行控制。这阶段的建模理论在线辨识和实时控制已突破前期形式,继而涌现了大量的先进控制系统和高级控制策略,如克服对象特性时变和环境干扰等不确定影响的自适应控制,消除因模型失配而产生不良影响的预测控制等。这阶段的主要任务是克服干扰和模型变化,满足复杂的工艺要求,提高控制质量。年,世界上第台分散控制系统在美国公司问世,从而揭开了过程控制崭新的页。分散控制系统也叫集散控制系统,它综合了计算机技术控制技术通信技术和显示技术,采用多层分级的结构形式,按总体分散管理集中的原则,完成对工业过程的操作监视控制。由于采用了分散结构和冗余等技术,使系统的可靠性极高......”

2、“.....使得它组态扩展极为方便,还有众多的控制算法几十至上百种较好的人机界面和故障检测报告功能。经过多年的发展,它已日臻完善,在众多控制系统中,显示出出类拔萃的风范,因此,可以毫不夸张地说,分散控制系统是过程控制发展史上的个里程碑。第三阶段是高级阶段,目前正在来到。控制系统仿真的含义控制系统仿真是建立在控制系统模型基础之上的控制系统动态过程试验,目的是通过试验进行系统方案论证,选择系统结构和参数,验证系统的性能指标等如果这种试验是在计算设备上实现的,就称为计算机仿真。矩阵实验室简介矩阵实验室语言是公司于年推出的,它集数值分析信号处理系统控制和图形处理于体,构成了个方便的界面友好的用户环境。在我国,自动控制领域已广泛地应用这种语言。年的公司推出了交互式模型输人与模拟环境动态系统软件,使得在自动控制系统领域的应用得到很大发展。种语言之所以能迅速的普及。显示出如此旺盛的生命力......”

3、“.....与等高级语言相比。不但在数字语言的表达与解释方面表现出人机交互高度致。还具有如下特点超强的数值运算功能在环境中,有超过种的数字统计科学及工程方面的函数可供使用,而且使用简单快捷强大的数据可视化功能的图形功能使用户可以进行视觉数据处理和分析开放的架构和可延拓的特性除内部函数外所有主包文件和各工具包都是可读可改的源文件,用户可以检查算法,修改现在函数。甚至加入自己的函数。构成新的工具包丰富的工具箱最常用的有控制系统工具箱图像处理工具箱神经网络工具箱信号处理工具箱小波工具箱等等。动态系统软件包简介是运行在环境下,用于建模仿真和分析动态系统的软件包,如图所示为软件系统组成。它包括个庞大的结构方块图模型,用户可以既快捷又方便地对系统进行建模,仿真而不必写任何代码程序,并且可以在屏幕上显示数据以及输出数据和图形。本身就是种用来实现计算机仿真的软件工具,它是的个附加组件......”

4、“.....同时,也为控制领域提供大量的仿真模型,以满足控制领域不同用户的需要。模型可以用来模拟几乎所有可遇到的动态系统,如模拟线性或非线性连续或离散或者两者的混合系统。同时,是开放式的,允许用户定制自己的模块和模块库,而且它比较详实的帮助系统便于应用。对于建模,提供了个图形化的用户界面,可以直接用鼠标点击和拖二〇〇五年六月十三日星期拉模块的图标建模。这是以前需要用编程语言明确地用公式表达微分方程的仿真软件包所无法比拟的。包括个由信号源接受器线性和非线性组件以及中间的连接器件组成的模块库,同时可以根据用户式应用不变性条件,式带入式得的传递函数为式当串级控制系统中副回路是个很好的随动系统,其工作频率高于主回路的工作频率的倍,则可把副回路近似处理为此时前馈控制器的传函为式前馈控制规律的实施换热器中的冷物料流量是个可测而不可控的扰动,所以可以设计个前馈控制器来克服这干扰......”

5、“.....则二〇〇五年六月十三日星期式仿真下图是换热器加入了个干扰后的串级控制系统与换热器的前馈控制系统的仿真原理图。两种控制系统的仿真模型都采用的是常规的模拟控制。图换热器加入了个干扰后的串级控制系统与前馈反馈控制系统二〇〇五年六月十三日星期图换热器控制系统的仿真曲线比较通过人工试探法选择合适的参数进行仿真,图为换热器的串级控制与前馈串级控制的仿真曲线比较。图中曲线为没有前馈控制其时的仿真曲线,曲线为加入前馈控制器的仿真曲线。由仿真曲线可以看出,常规的模拟控制换热器的出口温度效果不是很理想,都有较大的超调和振荡。所以引入含有实际微分的控制系统。本次设计中采用实际微分控制算式......”

6、“.....图中为没有加前馈控制器的仿真曲线,图是加入前馈控制器的仿真曲线。通过仿真曲线的比较,可以看出前馈串级控制系统比串级控制系统要好很多。本章小结本章主要设计了换热器的单回路串级前馈反馈的控制系统,并且分别利用仿真出常规实际预估控制系统的仿真曲线。通过曲线分析比较出各种系统的优缺点以及分析比较出各种控制算法的优劣。通过仿真曲线的研究,对于换热器温度控制系统,当扰动只在给定值阶跃扰动时,只要用串级预估控制便可以达到较好的效果。基于预估器的控制系统能有效克服大纯滞后对系统稳定性的影响,且实现简单,可靠性好,非常适用于换热器的温度控制系统,对其他工业过程的温控也有借鉴意义。当有反馈不易克服的扰动时,采用实际前馈反馈控制可以达到个较好的效果。前馈反馈控制是将反馈控制不易克服的主要干扰进行前馈控制,而对其他干扰进行反馈控制,这样,既发挥可前馈校正及时的优点,又保持了反馈控制能克服多种干扰......”

7、“.....因而是过程控制中较有发展前途的控制方式。二〇〇五年六月十三日星期结束语水箱液位控制系统是模拟现代工业生产过程中对液位等参数进行测量控制,观察其变化特性,研究过程控制规律的实验装置,具有过程控制动态过程的般特性大惯性大时滞非线性,难以对其进行精确描述,这些特性和工业控制过程十分类似,因而成为研究控制理论的理想实验平台。本次设计中不足之处是设计三容水箱控制系统时,对控制对象只进行了常规控制,其反应曲线不是很理想,应该采用模糊算法,根据理论,模糊算法应该可以很好的控制三容水箱这对象,因为模糊控制不依赖于信息的精确程度,当控制过程的输入输出存在潜在的扰动动态特性的变化或其它不确定因素时都能达到较好的控制效果,并且具有响应速度快,超调量小等优点,因而在控制三容水箱这复杂控制系统中会优于常规控制。本设计对换热器温度控制系统所做的主要工作如下对于换热器温度控制现状的分析。传统控制方式是当前应用最为普遍的控制方式......”

8、“.....找到了这种控制方式的优点和不足。针对换热器温度控制的特点和存在主要问题提出了串级控制的解决方案和前馈反馈控制的解决方案。对于换热器出口温度控制系统反应迟钝最大偏差大抗干扰能力差纯滞后大以及外部干扰因素多的特点,串级控制系统中主回路采用了带有预估补偿的控制方案,并从理论上分析了其可行性。对于反馈控制不宜克服的干扰,也从理论与仿真中分析验证了前馈反馈的可行性。在单回路流量控制系统中,分别试用传统控制算法和控制算法对换热器的流量进行控制,并得出了相应的实验结果。换热器的过程控制研究是门涉及多学科多领域的综合过程。本设计虽然在换热器二〇〇五年六月十三日星期出口温度控制中所提出的控制方案取得了比较满意的控制效果,但是将这些控制方案应用在实际工业生产中还有相当的难度,还需要经过不断的完善和发展。为了尽快将先进的控制技术应用于实际生产,还应着重从以下几个方面入手加快新理论新技术的理论研究......”

9、“.....加快理论研究的步伐,才能跟上时代发展的潮流,为多次的实验,调试,应用赢得宝贵的时间。提高制造工艺和生产技术。先进的生产理论往往需要有高精尖的生产技术为前提。努力提高我们国家的整体制造水平和工艺,才能将先进的生产理论尽快转化为生产力。在实践中不断完善和发展。将先进的理论应用于实践中总会遇到这样那样的问题,理论研究需要在实践中不断完善和发展,并在实践中验证其正确与否。二〇〇五年六月十三日星期参考文献孙洪程过程控制工程设计北京化学工业出版社,翁维勤,孙洪程过程控制系统及工程北京化学工业出版社,薛定宇控制系统仿真与计算机辅助设计北京机械工业出版社,陈淑红利用和优化工具箱实现参数优化现代电子技术年第期总第期潘永湘,杨延西,赵跃过程控制与自动化仪表北京机械工业饿出版社,张建龙,王征液位控制系统的研究与设计自动化与仪器仪表,年第期史军,刘永科在自动控制原理教学中的应用天水师范学院学报......”

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