过程控制综合实验装置的研究与开发.pdf

本课题以“控制理论与控制工程”学科实验室建设项目为背景，将控制理论与控制工程有机结合设计了一种过程控制综合实验装置。该装置主要以液位为研究对象，不仅具有强大的实验功能，而且包含了丰富的控制算法；不仅可以实现单入单出的一阶、二阶、三阶对象、积分对象，而且还可以实现双入双出、三入三出对象和变参数对象；不仅可以把这些对象构成不同的控制系统运用常规控制算法进行控制，而且还可以通过这些对象进行一些先进控制算法的验证和新的控制算法的研究。整个课题主要做了以下几部分工作：首先设计了实验控制对象装置的硬件结构并完成了硬件设备的选型、采购和安装；然后运用组态王和Matlab分别完成了各种控制系统的监控界面设计及基本算法软件设计；最后从理论上建立了各种对象的模型并对它们的特性进行了分析，同时也通过具体实验对一些算法进行了验证和分析。该装置能有效地培养学生的综合设计能力，能够作为教师和研究生进行一些新的控制理论、控制方案、控制算法的研究以及新型控制器设计的高水平学习和研究开发实验平台。总之，这是一套将控制理论与实际控制工程有机结合的理想实验装置。能够促进和推广自动控制理论尤其是现代控制理论的发展和应用。本实验装置的软硬件已基本完成，通过它已经完成了部分实验，验证了一些基本算法。实验结果表明了本系统方案的可行性。