中国石油大学(华东)学术型硕士学位论文Word模板.doc

中图分类号：XXxxx 单位代码：10425 学 号：Sxxxxxxx控制理论与控制工程研究Research on Control Theory and Control Engineering学科专业： 控制科学与工程研究方向： 控制理论与控制工程作者姓名： 卢松林指导教师： 信控学院 教授二一五年五月Research on Control Theory and Control EngineeringA Thesis Submitted for the Degree of MasterCandidate：Lu SonglinSupervisor： Prof. XXXCollege of Information & Control EngineeringChina University of Petroleum (East China)关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学（华东）或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学（华东）有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名： 日期： 年 月 日指导教师签名： 日期： 年 月 日摘 要控制科学与工程是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。它是20世纪最重要的科学理论和成就之一，它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。11世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。到18世纪，近代工业采用了蒸汽机调速器。但直到20世纪20年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用，才开始形成一门新兴的学科控制科学与工程。此后，经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。在空间技术发展的推动下，50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论，并相继发展了若干相对独立的学科分支，使本学科的理论和研究方法更加丰富。60年代以来，随着计算机技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，显著加快了工业技术更新的步伐。在控制科学发展的过程中，模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃；由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透，形成了系统工程学科。特别是近20年来，非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战，进一步促进了本学科的迅速发展。本学科的应用已经遍及工业、农业、交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域，从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。【正文内容样式】控制科学以控制论、信息论、系统论为基础，研究各领域内独立于具体对象的共性问题，即为了实现某些目标，应该如何描述与分析对象与环境信息，采取何种控制与决策行为。它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义，而与各领域具体问题的结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科的这一特点，使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用，并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如：它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时，相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展，使本学科所涉及的研究领域不断扩大关键词：控制理论；控制工程；控制科学；控制系统iiiResearch on Control Theory and Control EngineeringLu Songlin (Control Science and Engineering)Directed by Professor XXX AbstractControl engineering or control systems engineering is the engineering discipline that applies control theory to design systems with desired behaviors. The practice uses sensors to measure the output performance of the device being controlled and those measurements can be used to give feedback to the input actuators that can make corrections toward desired performance. When a device is designed to perform without the need of human inputs for correction it is called automatic control (such as cruise control for regulating a cars speed). Multi-disciplinary in nature, control systems engineering activities focus on implementation of control systems mainly derived by mathematical modeling of systems of a diverse range.Key words: control theory; control engineering; control system; control science目 录第一章 标题111.1 标题211.1.1 标题311.2 标题211.3 标题211.4 标题21第二章 标题112.1 标题212.2 标题212.2.1 标题312.2.2 标题312.3 标题212.3.1 标题312.4 标题21第三章 标题113.1 标题213.1.1 标题313.2 标题213.2.1 标题313.2.2 标题313.3 标题21第四章 标题114.1 标题214.1.1 标题314.2 标题214.2.1 标题314.2.2 标题314.3 标题214.3.1 标题314.3.2 标题31第五章 标题115.1 标题215.1.1 标题315.1.2 标题315.2 标题215.2.1 标题315.2.2 标题315.3 标题215.4 标题21第六章 标题116.1 标题216.1.1 标题316.2 标题216.2.1 标题316.2.2 标题316.3 标题216.3.1 标题316.3.2 标题316.4 标题21总结与展望1参考文献1攻读硕士学位期间取得的学术成果1致谢1（更新域）错误!未定义“自动图文集”词条。中国石油大学（华东）硕士学位论文第一章 标题1气体传感器即气体敏感元件，是能感知环境中某种气体及其浓度的一种装置或器件，它能将与气体种类和浓度有关的信息转换成电信号，从而可以进行检测、监控、分析、报警1。1.1 标题2【正文内容样式】1.1.1 标题31.1.1.1 标题41.2 标题2不同种类的气体浓度检测仪具有不同的使用场合，各有其优缺点，光学类检测仪灵敏度较高，电学类及电化学类检测仪成本较低，氢火焰离子检测仪精确度较高。各类气体浓度检测仪的特点如表1-1所示。表一1 （题注）各种气体浓度检测仪的特性比较Table1-1 Characteristic comparison of Different Gas Concentration Detector气体浓度检测仪灵敏度精确度对气体的选择性响应速度稳定性光学类较高高较好快较好电学类较低较低一般较快较差电化学类较高较低一般一般较差氢火焰离子（FID）高高好较快好由表1-1可知， 1.3 标题2本论文的研究对象是采用OPC SERVER形式开发A3000过程控制装置的各种控制模型。本文研究内容主要有：1. 开发A3000过程控制装置的模型。以OPC SERVER形式完成A3000的一阶水箱数学模型、二阶水箱数学模型、非线性水箱数学模型和换热器数学模型的开发。2. A3000过程控制系统控制算法的开发和上位监控功能的开发（1）使用组态王的OPC功能，实现对仿真模型的数据采集。（2）利用组态王自带的控制算法，实现PID控制算法、串级控制算法、前馈控制算法和比值控制算法及PID控制算法的整定，实现下水箱液位PID控制、二阶水箱的控制、非线性水箱的控制、变频支路流量控制、串级控制、锅炉温度控制。（3）组态出监控画面、实时曲线、历史曲线和数据报表等功能。下面依次标题为a. ，a）1.4 标题2整个检测系统的原理框图如图1-1所示，包括光学测量以及信号检测处理两大部分。图1-1 （题注）红外甲烷气体浓度检测系统原理框图Fig1-1 Block diagram of the infrared methane concentration detecting system17第二章 标题1本章介绍了分子红外吸收光谱的形成机理，分析了红外气体浓度检测仪的基本原理气体分子红外吸收定律：朗伯比尔定律，并论证了利用红外光检测气体浓度的可行性。通过对比甲烷气体在各个红外波段的吸收峰，确定利用波长为3.31m的中红外光作为激励光源对其进行浓度检测，并根据红外探测器特性，推导甲烷浓度检测的理论公式，确定具体的检测方法。【正文内容】2.1 标题2图2-1为气体对红外光的吸收示意图。图二1 （题注）气体红外吸收示意图Fig 二1 Gas Infrared absorption Schematic diagram设输入光强为I0，输出光强为I，气体浓度为C，气体介质厚度为L，单位长度dL下气体的分子数为dN。则根据朗勃比尔吸收定律：（手动插入公式及编号时，使用“手动公式”样式，按“Tab”键；尽量不要使用空格键）(2-1)其中为气体分子的吸收系数，与入射光频率有关。由于输出光强I与输入光强I0均为光频率的函数，可用I()，I0()表示，则式（2-1）可写为：(2-2)式中()一定光频率下单位浓度、单位长度气体的吸收系数； L吸收路径的长度；C吸收气体浓度。2.2 标题22.2.1 标题32.2.1.1 标题42.2.2 标题32.3 标题22.3.1 标题32.4 标题2第三章 标题13.1 标题2【正文内容】3.1.1 标题33.2 标题23.2.1 标题33.2.2 标题33.3 标题2第四章 标题14.1 标题2【正文内容】4.1.1 标题34.2 标题24.2.1 标题34.2.1.1 标题44.2.1.2 标题44.2.2 标题34.3 标题24.3.1 标题34.3.2 标题3第五章 标题15.1 标题25.1.1 标题3【正文内容】5.1.2 标题35.2 标题25.2.1 标题35.2.2 标题35.3 标题25.4 标题2第六章 标题16.1 标题2【正文内容】6.1.1 标题36.1.1.1 标题46.1.1.2 标题46.2 标题26.2.1 标题36.2.2 标题36.3 标题26.3.1 标题36.3.2 标题36.4 标题2总结与展望中国石油大学(华东)信息与控制工程学院成立于2001年5月，其前身是1959年组建的北京石油学院自动化系。1978年组建了华东石油学院自动化系，下设自动化教研室、电工教研室。2001年自动化系更名为信息与控制工程学院。目前，学院拥有1个二级学科博士点：控制理论与控制工程；3个一级学科硕士点：控制科学与工程、信息与通信工程、电气工程；建有1个省级重点学科：控制理论与控制工程；具有1门国家级精品课程与1门国家级网络精品课程“电工电子学”、4门省级精品课程“电子技术基础”、“微机原理”“电路分析”、“信号与系统”、1门省级双语教学示范课程“电工电子学”；具有1个国家级教学团队“电工电子学基础课程教学团队”；具有1个国家级特色专业建设项目“自动化专业”与2个山东省特色专业建设项目“电气工程及其自动化专业”、“电子信息工程专业”。设有4个本科专业：自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程、测控技术与仪器。学院2012年底教职工135人，其中专任教师93人，博士生导师7名，硕士生导师37名；在校本科生1835人，在读全日制学术学位研究生215人、全日制专业学位研究生48人、在职工程硕士研究生86人，博士生24人。经过多年的建设，学院拥有一批具有国内先进水平的教学科研实验设备。2009至2012年学院承担并完成了国家自然基金、973、863以及省部级科研课题38项，在油气田测控技术、炼油化工装置仿真培训、生产过程先进控制与优化、交流电机变频调速及电机节能控制、随钻测量、旋转导向钻井工具研制等方面取得了42项成果，获国家、省部级教学科研奖励29项，获得12项专利。参考文献1 潘小青, 刘庆成. 气体传感器及其发展J. 东华理工学院学报, 2004, 27(1): 89-932 戴家权, 王勇, 冯恩民. 油气资源勘探与开发的不确定性分析及最优策略J. 系统工程理论与实践, 2004(01): 3540.3 Lasdon L, Coffman Jr P E, MacDonald R, et al. Optimal hydrocarbon reservoir production policiesJ. Operations Research, 1986, 34(1): 4054.4 何希才. 常用传感器应用电路的设计与实现M. 北京：科学出版社，2007，9:82-745 潘小青, 刘庆成. 气体传感器及其发展J. 东华理工学院学报, 2004, 27(1): 89-93.6 刘崇进, 郑大肪, 陈明光, 等. 气体传感器的发展概况及发展方向J. 计算机自动测量与控制, 1999, 7(2): 54-56.7 潘小青, 刘庆成. 气体传感器及其发展J. 东华理工学院学报, 2004, 27(1): 89-938 戴家权, 王勇, 冯恩民. 油气资源勘探与开发的不确定性分析及最优策略J. 系统工程理论与实践, 2004(01): 3540.9 Lasdon L, Coffman Jr P E, MacDonald R, et al. Optimal hydrocarbon reservoir production policiesJ. Operations Research, 1986, 34(1): 405