精馏塔塔内压力控制系统设计.pdf

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1、仲恺农业工程学院课程考查报告书《过程控制》课程考查院系：自动化学院题目：精馏塔塔内压力控制系统设计专业班别：自动化（工业自动化）144姓名：黄国盛学号：201421714406提交日期：2017年5月16日目录1.设计任务与要求………………………………………………………………………21.1设计内容……………………………………………………………………21.2设计要求……………………………………………………………………22.数学模型的建立………………………………………………………………………22.1原始数据处理和分析………………………

2、……………………………22.2模型建立方法一（使用MATLAB系统辨识工具箱）……………………42.3模型建立方法二（工程的方法进行拟合）………………………………73.控制系统仿真…………………………………………………………………………93.1未加入调节器………………………………………………………………93.2加入PI调节器……………………………………………………………103.3加入PID调节器…………………………………………………………113.4加入扰动量………………………………………………………………124.总结…………………

3、………………………………………………………………135.参考文献……………………………………………………………………………131精馏塔塔内压力控制系统设计（MATLABR2015b）（仲恺农业工程学院自动化学院工业自动化黄国盛201421714406）1.设计任务与要求：1.1设计内容精馏塔塔内压力的单位阶跃响应曲线实验数据如下：t/s0153045607590105120135y00.020.0450.0650.0900.1350.1750.2330.2850.330t/s1501651801952102252402552702

4、85y0.3790.430.4850.5400.5950.6500.7100.7800.8300.855t/s300315330345360375y0.9510.9800.9980.9991.0001.000试根据实验数据设计一个超调量25%的无差控制系统。p1.2设计要求（1）根据实验数据建立广义被控对象的数学模型；（2）根据数学模型设计符合要求的控制系统（系统原理框图、控制规律选择等）；（3）对设计的控制系统采用MATLAB进行仿真，整定运行参数。（4）给出整定后的给定阶跃响应曲线，并计算出衰减率、超调量、调节时间、余差。

5、2.数学模型的建立2.1原始数据处理和分析使用MATLAB绘制出原始数据图形，实现代码如下:%原始数据clearallt=[0;15;30;45;60;75;90;105;120;135;150;165;180;195;210;225;240;255;270;285;300;315;330;345;360;375];y=[0;0.02;0.045;0.065;0.09;0.135;0.175;0.233;0.285;0.33;0.379;0.43;0.485;0.54;0.595;0.65;0.71;0.78;0.83;0.855

6、;0.951;0.980;0.998;0.999;1.000;1.000];plot(t,y)%绘制阶跃响应的取样图原始单位阶跃响应曲线如下：2如图可知，在取样点30s、270s、285s的所得数据可能是因为受到扰动或其他原因而偏离预测值，导致曲线不够平滑。应先对曲线进行平滑拟合，实现代码如下：%修正数据clearallt=[0;15;30;45;60;75;90;105;120;135;150;165;180;195;210;225;240;255;270;285;300;315;330;345;360;375];y=[0;0.

7、015;0.028;0.058;0.09;0.130;0.175;0.226;0.278;0.33;0.386;0.441;0.498;0.555;0.612;0.671;0.729;0.788;0.85;0.909;0.954;0.983;0.998;0.999;1;1];plot(t,y)平滑拟合后的单位阶跃响应曲线如下：由阶跃响应数据及其绘图，可知系统函数的阶跃响应曲线是一条S形的非周期曲线；没有超调，且无静差；阶跃响应曲线在自变量发生阶跃的瞬间，其斜率不为最大值，且系统函数没有带时延，故系统既不是一阶非周期环节也不是带时延

8、的一阶非周期环节。先假设系统为不带时延的二阶环节（也可能是更高阶次的系统），设其表达式为：KPGs212Ts(Ts)ww其中比例系数K1；阻尼比1；P32.2模型建立方法一（使用MATLAB系统辨识工具箱）使用MATLAB中的系统