PCS流量單元最小方差控制器性能評(píng)估

1、電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目 PCS流量單元最小方差控制器性能評(píng)估 學(xué)生姓名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 題目類型 技術(shù)開發(fā) 指導(dǎo)教師 李二超 系主任 李煒 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的技術(shù)背景和設(shè)計(jì)依據(jù)現(xiàn)代流程工業(yè)對(duì)控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)提出了嚴(yán)格的要求。然而，相關(guān)研究表明：在工業(yè)控制過程中，多達(dá)60%的控制回路由于控制策略失配、控制參數(shù)失調(diào)和生產(chǎn)工況變化等原因，長期工作在性能欠佳的狀態(tài)。而發(fā)現(xiàn)并定位這些欠優(yōu)化回路，僅靠人工進(jìn)行工程試驗(yàn)很難達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效的要求，因此研究相關(guān)的理論和方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制回路性能的實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)和評(píng)價(jià)，顯得尤為重要。本實(shí)驗(yàn)室具有德國FESTO公司研制生產(chǎn)的PCS實(shí)驗(yàn)裝置，集成了目前工業(yè)控制中較為典

2、型的四種控制系統(tǒng)：液位控制、流量控制、壓力控制、溫度控制，分為四個(gè)獨(dú)立站。在往屆畢業(yè)設(shè)計(jì)中，開發(fā)了基于OPC的PCS平臺(tái)獨(dú)立單元控制算法，數(shù)據(jù)采集方便，利于控制器性能監(jiān)控與評(píng)估的實(shí)施。單水箱的流量控制過去往往使用的是PID控制，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)引入最小方差控制器，來測(cè)試系統(tǒng)的控制精度和魯棒性，比較兩種控制器的性能。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)1、查閱相關(guān)科技文獻(xiàn)，掌握控制、檢測(cè)、通訊等技術(shù)要求；2、利用OPC進(jìn)行通訊完成對(duì)流量單元的PID和最小方差控制；3、進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試；4、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；5、完成指定內(nèi)容的外文資料翻譯。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo)1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1）設(shè)計(jì)說明書正文主要

3、內(nèi)容要求 PCS流量單元控制工藝過程簡介； 最小方差控制的原理和仿真； MATLAB利用OPC進(jìn)行通訊的實(shí)現(xiàn)過程； 兩種控制器的在線調(diào)節(jié)過程。全文要求邏輯嚴(yán)密、條理清晰，文字流暢，理論聯(lián)系實(shí)際，符合科技寫作規(guī)范。2）設(shè)計(jì)說明書裝訂及外文閱讀翻譯要求畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書由以下各部分組成，共100頁左右，其順序?yàn)椋悍饷妗⑶把?、目錄、中文摘要（約200字）和關(guān)鍵詞（3-5個(gè)）、英文摘要（約200字）和關(guān)鍵詞（3-5個(gè)）、正文、外文原文（2-3萬字符）和譯文、參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)總結(jié)、致謝、封底等。2、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要功能及技術(shù)指標(biāo)1）實(shí)現(xiàn)OPC和MATLAB/Simulink的半實(shí)物仿真，突破硬件支持不力對(duì)MAT

4、LAB實(shí)際應(yīng)用的限制，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。2）MATLAB下的最小方差控制算法通過OPC在FESTO流量單元控制的應(yīng)用，提高控制精度和工藝質(zhì)量， 3、其它需要說明的問題設(shè)計(jì)過程要求1) 根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，充分利用所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)，自學(xué)所需的相關(guān)知識(shí)，提高知識(shí)的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力；2) 遵守學(xué)校有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)章制度；3) 按時(shí)、獨(dú)立、創(chuàng)新地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。四、畢業(yè)設(shè)計(jì)提交的成果1、 開題報(bào)告（不少于3000字）2、 設(shè)計(jì)說明書（約3萬字左右）3、中、英文摘要（中文摘要約200字，35個(gè)關(guān)鍵詞）4、畢業(yè)設(shè)計(jì)簡介（按13春教務(wù)處要求）5、外文資料翻譯（約5000漢字）五、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要參考文獻(xiàn)和

5、技術(shù)資料1、PCS手冊(cè)（英文版） FESTO2、深入淺出西門子S7-300PLC 北京航空航天大學(xué)出版社3、精通MATLAB6.5 張志涌 北京航空航天大學(xué)出版社4、西門子S7300手冊(cè) 西門子公司5、舒迪前. 預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)及其應(yīng)用. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 19966、金以慧, 方崇智. 過程控制. 北京: 清華大學(xué)出版社,20007、劉春雨, 王慶林. 控制性能評(píng)價(jià)與監(jiān)控理論的研究進(jìn)展. 火力與指揮控制,2009,34(4):1-58、張新穎, 金慰剛, 張建華, 白江斌. 基于最小方差準(zhǔn)則的控制系統(tǒng)性能評(píng)價(jià). 現(xiàn)代電力,2006,23(6):73-759、傅若瑋,宋執(zhí)環(huán). 控制系統(tǒng)性能評(píng)估的研究現(xiàn)狀與展望. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,37(Z):226-229六、畢業(yè)設(shè)計(jì)加選專題部分七、畢業(yè)設(shè)計(jì)各階段安排設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容周次起止日期完成情況導(dǎo)師簽字熟悉PCS的工藝流程，學(xué)習(xí)熟悉設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的各種軟件前期學(xué)習(xí)熟悉設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的各種軟件，進(jìn)行總體方案論證1熟悉實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的OPC流量單元平臺(tái)2熟悉實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的OPC流量單元平臺(tái)3最小方差算法的學(xué)習(xí)4最小方差算法的學(xué)習(xí)5最小方差控制仿真6最小方差控制仿真7在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上調(diào)試8在實(shí)