PCS流量单元最小方差控制器性能评估

1、电信学院毕业设计任务书题 目 PCS流量单元最小方差控制器性能评估 学生姓名 班 级 学 号 题目类型 技术开发 指导教师 李二超 系主任 李炜 一、毕业设计的技术背景和设计依据现代流程工业对控制系统的控制品质提出了严格的要求。然而，相关研究表明：在工业控制过程中，多达60%的控制回路由于控制策略失配、控制参数失调和生产工况变化等原因，长期工作在性能欠佳的状态。而发现并定位这些欠优化回路，仅靠人工进行工程试验很难达到经济、高效的要求，因此研究相关的理论和方法，实现对控制回路性能的实时自动检测和评价，显得尤为重要。本实验室具有德国FESTO公司研制生产的PCS实验装置，集成了目前工业控制中较为典

2、型的四种控制系统：液位控制、流量控制、压力控制、温度控制，分为四个独立站。在往届毕业设计中，开发了基于OPC的PCS平台独立单元控制算法，数据采集方便，利于控制器性能监控与评估的实施。单水箱的流量控制过去往往使用的是PID控制，本次毕业设计引入最小方差控制器，来测试系统的控制精度和鲁棒性，比较两种控制器的性能。二、毕业设计的任务1、查阅相关科技文献，掌握控制、检测、通讯等技术要求；2、利用OPC进行通讯完成对流量单元的PID和最小方差控制；3、进行系统调试；4、撰写毕业设计说明书；5、完成指定内容的外文资料翻译。三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标1、毕业设计的主要内容1）设计说明书正文主要

3、内容要求 PCS流量单元控制工艺过程简介； 最小方差控制的原理和仿真； MATLAB利用OPC进行通讯的实现过程； 两种控制器的在线调节过程。全文要求逻辑严密、条理清晰，文字流畅，理论联系实际，符合科技写作规范。2）设计说明书装订及外文阅读翻译要求毕业设计说明书由以下各部分组成，共100页左右，其顺序为：封面、前言、目录、中文摘要（约200字）和关键词（3-5个）、英文摘要（约200字）和关键词（3-5个）、正文、外文原文（2-3万字符）和译文、参考文献、设计总结、致谢、封底等。2、设计实现的主要功能及技术指标1）实现OPC和MATLAB/Simulink的半实物仿真，突破硬件支持不力对MAT

4、LAB实际应用的限制，为后续研究奠定基础。2）MATLAB下的最小方差控制算法通过OPC在FESTO流量单元控制的应用，提高控制精度和工艺质量， 3、其它需要说明的问题设计过程要求1) 根据设计题目要求，充分利用所学基础理论知识，自学所需的相关知识，提高知识的综合应用能力和创新能力；2) 遵守学校有关毕业设计的规章制度；3) 按时、独立、创新地完成设计任务。四、毕业设计提交的成果1、 开题报告（不少于3000字）2、 设计说明书（约3万字左右）3、中、英文摘要（中文摘要约200字，35个关键词）4、毕业设计简介（按13春教务处要求）5、外文资料翻译（约5000汉字）五、毕业设计的主要参考文献和

5、技术资料1、PCS手册（英文版） FESTO2、深入浅出西门子S7-300PLC 北京航空航天大学出版社3、精通MATLAB6.5 张志涌 北京航空航天大学出版社4、西门子S7300手册 西门子公司5、舒迪前. 预测控制系统及其应用. 北京: 机械工业出版社, 19966、金以慧, 方崇智. 过程控制. 北京: 清华大学出版社,20007、刘春雨, 王庆林. 控制性能评价与监控理论的研究进展. 火力与指挥控制,2009,34(4):1-58、张新颖, 金慰刚, 张建华, 白江斌. 基于最小方差准则的控制系统性能评价. 现代电力,2006,23(6):73-759、傅若玮,宋执环. 控制系统性能评估的研究现状与展望. 华中科技大学学报(自然科学版),2009,37(Z):226-229六、毕业设计加选专题部分七、毕业设计各阶段安排设 计 内 容周次起止日期完成情况导师签字熟悉PCS的工艺流程，学习熟悉设计中应用到的各种软件前期学习熟悉设计中应用到的各种软件，进行总体方案论证1熟悉实验室开发的OPC流量单元平台2熟悉实验室开发的OPC流量单元平台3最小方差算法的学习4最小方差算法的学习5最小方差控制仿真6最小方差控制仿真7在实验室实验平台上调试8在实