工业被控过程建模与闭环控制系统的工程整定..docx

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：自动化1122 姓 名： 学 号： 指导教师：陈艳三 2015 年 10 月 27 日课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 自动化1122 指导教师： 乔志刚 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三个部分的设计任务，分别是：1. 应用机理法对某一工业生产过程建立数学模型。要求：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软件对下表给定的工程数据进行工程测试建模。t(s)00.691.282.143.344.946.948.94y000.010.050.170.440.931.52 t(s)10.9412.9414.9416.9418.9420.9422.9424.94y2.152.773.363.94.384.85.165.47 t(s)26.9428.9430.9432.9434.9436.9440.94y5.735.956.136.286.416.516.67 t(s)42.9446.9450.9452.9454.9458.9460.94y6.736.826.886.96.926.946.95 t(s)64.9466.9470.9472.9484.9490.94y6.976.986.986.9977 具体要求：⑴ 按照任务书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。3. 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。⑶ 经过反复整定，给出最终的整定参数、闭环响应曲线。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。（二）．设计报告撰写要求1. 纸张格式：要求统一用A4纸打印，页面设置上空2.5cm，下空2.0cm，左空2.5cm，右空2.0cm）：2. 正文层次：正文内容层次序号为：1、1.1、1.1.1……，其中⑴．正文标题；一级标题1.（黑体小2号加粗），二级标题1.1（黑体小三号），三极标题1.1.1（黑体小四号）。⑵．正文内容格式：宋体五号，1.25倍行距。3. 正文内容一般包括：⑴．选题背景：说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本设计的指导思想。（设计目的中已有阐述）⑵．方案论证：说明设计原理并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及所采用方案的特点。⑶．设计内容：对设计工作的详细表述。要求层次分明、表达确切。⑷．结果分析：对研究过程总所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。⑸．结论或总结：对整个研究工作进行归纳和综合。⑹．参考文献：不少于5个，并应按文献号、作者、文献题名、出版地：出版社和出版年等顺序书写。如：[1] 戴军，袁惠新.膜技术在含油废水处理中的应用.膜科学与技术，2002.4. 图纸（或其它）要求⑴．图纸要求：图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，要求使用计算机绘图。⑵．曲线图表要求：①．所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须按国家规定标准或工程要求绘制（采用计算机辅助绘图）。②．课程设计报告中图表、公式一律采用采用阿拉伯数字连续编号。图序及图名置于图的下方；表序及表名置于表的上方；说明书（报告）中的公式编号，用括号括起来写在右边行末，其间不加虚线。三．时间安排：时 间设计内容使用设备第一周查阅资料，用机理法为某一工业被控过程建立数学模型使用过程控制实验室电脑或自备装有MATLAB软件的电脑进行设计。查阅MATLAB资料，绘制出阶跃响应曲线用切线法建立被控过程数学模型根据所得数学模型，用MATLAB建立闭环系统仿真模型第二周进行闭