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) 0 0.69 1.28 2.14 3.34 4.94 6.94 8.94 y 0 0 0.01 0.05 0.17 0.44 0.93 1.52 t(s) 10.94 12.94 14.94 16.94 18.94 20.94 22.94 24.94 y 2.15 2.77 3.36 3.9 4.38 4.8 5.16 5.47 t(s) 26.94 28.94 30.94 32.94 34.94 36.94 40.94 y 5.73 5.95 6.13 6.28 6.41 6.51 6.67 t(s) 42.94 46.94 50.94 52.94 54.94 58.94 60.94 y 6.73 6.82 6.88 6.9 6.92 6.94 6.95 t(s) 64.94 66.94 70.94 72.94 84.94 90.94 y 6.97 6.98 6.98 6.99 7 7 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