2011级过程控制与集散系统课程设计任务书(自动化).doc

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1、《过程控制与集散系统课程设计》任务书一、基本情况课程类别：必修（实践教学模块）课程学时：1周课程对象：自动化2011级3班参考教材：《过程控制与集散系统》主编：方康玲二、时间安排时间任务第一天指导老师给学生布置课程设计的任务及要求。第一天至第五天学生认真阅读设计任务书，根据设计任务及要求，对系统进行分析及设计，并在此基础上实现系统仿真，完成上机调试。第六天至第七天修改并完善设计，书写课程设计报告，提交课程设计报告。二、设计题目、任务及要求1.设计题目：工业水箱液位串级控制系统设计2.设计任务：图1所示为某工业生产中的液位控制设备，设计任务是通过控制系统向水箱注入工业用水，经

2、过液位调节后，使其满足下道工序要求。水箱注水工艺过程为：工业用水由水泵驱动，经送水管道注入水箱内；水箱具有出水口，向下道工序送水；由于工艺对水箱内水压有要求，水箱内液位高度必须达到一定的液位高度；水箱底板具有液位传感器，输水管道上具有流量传感器；输水管道上装有一个调节阀，用以控制向水箱注水的流量，已达到控制水箱液位的目的。图1工业水箱液位控制系统由于水箱时间常数大，且扰动的因素多，单回路反馈控制系统不能满足工艺对水箱液位的要求。为了提高控制质量，采用串级控制系统，运用输水管流量副回路的快速作用，有效地提高控制质量，满足生产要求。3.设计要求(1)绘制水箱液位单回路反馈控制系

3、统结构框图。(2)以水箱液位为主变量，选择滞后较小的管道流量作为副变量，构成水箱液位串级控制系统，要求绘制该串级控制系统结构图。(3)假设主对象的传递函数为，副对象的传递函数为，主、副控制器的传递函数分别为，，，请确定主、副控制器的参数（要求写出详细的参数估算过程）。(4)利用simulink实现单回路系统仿真和串级系统仿真，分别给出系统输出响应曲线。四、设计和调试过程规范化要求课程设计和上机调试任务完成之后，每位同学必须独立书写一份课程设计报告（使用后附“设计报告封面”），注意：不得抄袭他人的报告（或给他人抄袭），一旦发现，成绩均为零分。课程设计报告的内容应包括以下五个部

4、分：(1)设计题目和设计要求；(2)设计任务分析（包括系统建模、控制方案）；(3)详细设计：包括串级系统中主、副控制器的设计、参数整定的方法和步骤，(4)实现Simulink建模与仿真；(5)根据系统输出结果，从理论上分析串级控制的控制性能；(6)课程设计总结：包括课程设计过程中的学习体会与收获。六、考核方式指导老师负责验收学生所完成的设计工作、程序调试和运行结果，并结合学生的工作态度、实际动手能力、创新精神和设计报告等进行综合考评，并按优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级给出每位同学的课程设计成绩。具体考核标准包含以下四个部分：(1)系设计任务分析、总体结构合理与否（2

5、0%）；(2)设计过程（包括系统结构、主、副控制器参数整定过程、simulink模块构建、运行结果）正确与否（50%）；(3)串级控制对系统影响的对比实验及结论正确与否（20%）；(4)课程设计报告是否完整、有条理，上交是否准时（10%）。附录1：设计报告封面二○一四～二○一五学年第一学期信息科学与工程学院课程设计报告书课程名称：过程控制与集散系统课程设计班级：自动化1103班学号：姓名：指导教师：张良力二○一四年十月