基于Matlab的过程控制实验设计
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基于Matlab的过程控制实验设计(论文15000字)
摘要：过程控制将理论知识与实际应用相结合，是一门综合性较强的学科。过程控制实验比较复杂，成本较高，所以通过MATLAB中的Simulink仿真对各种控制系统进行仿真，能够使实验的复杂度和成本降低。本文对简单控制系统、串级控制系统、前馈-反馈复合控制系统、比值控制系统四个控制系统进行了仿真，并通过仿真结果对其特点进行总结。通过Simulink仿真，分析比例控制、积分控制和微分控制的作用及其对控制系统的影响。
关键词：过程控制；MATLAB；Simulink仿真；PID控制
Design of Process Control Experiment Based on MATLAB
Abstract: Process control is a comprehensive subject, combining theoretical knowledge with practical application. The process control experiment is complex and costly, and simulation of various control systems by Simulink simulation in MATLAB. Then it can reduce the complexity and cost of the experiment. In this paper, four control systems are made up of simple control system, cascade control system, feed-forward-feedback composite control system and ratio control system, where they are studied. Moreover, their characteristics are summarized through simulation results. Based on Simulink simulation, the effects of proportional control, integral control and differential control on control systems are analyzed.
Key words: Process control；MATLAB；Simulink；PID control
目 录
1 绪论 1
1.1 过程控制简介 1
1.1.1 过程控制的介绍 1
1.1.2 过程控制的发展 1
1.2 MATLAB与Simulink简介 1
1.3 课题研究的目的和意义 2
1.4 课题研究的内容 2
2 常见过程控制系统 2
2.1 简单控制系统 2
2.1.1 简单控制系统的组成 2
2.1.2 简单控制系统的参数整定 3
2.2 串级控制系统 4
2.2.1 串级控制系统的组成 4
2.2.2 串级控制系统的特点 4
2.2.3 串级控制系统的参数整定 5
2.3 前馈-反馈复合控制系统 5
2.3.1 前馈控制系统 5
2.3.1 前馈-反馈复合控制系统 5
2.3.3 前馈-反馈复合控制系统的工程整定 6
2.4 比值控制系统 7
2.4.1 开环比值控制系统 7
2.4.2 单闭环比值控制系统 7
2.4.3 双闭环比值控制系统 8
2.4.4 变比值控制系统 8
2.4.5 比值控制系统的工程整定 9
3 PID控制 10
3.1 比例控制 10
3.2 积分控制 10
3.3 微分控制 10
3.4 PID控制的参数整定 11
4 史密斯预估补偿控制 11
5 Simulink仿真及结果分析 12
5.1 简单控制系统 12
5.1.1 简单控制系统的最佳控制效果 12
5.1.2 PID控制对系统的影响 14
5.1.3 史密斯预估补偿 16
5.2 串级控制系统 17
5.2.1 串级控制系统的仿真 18
5.2.2 PID控制对系统的影响 21
5.3 前馈-反馈控制系统 23
5.3.1 前馈-反馈控制系统的仿真 23
5.3.2 PID控制对系统的影响 26
5.4 比值控制系统 28
5.4.1 单闭环比值控制系统的仿真 29
5.4.2 PID控制对单闭环比值控制系统的影响 32
6 总结 34
参考文献 35
致谢 36