课程设计(综合实验)报告
( 2014 -- 2015 年度第 2学期)
名 称： 过程控制技术与系统课程设计 题 目： 汽包锅炉三冲量给水控制系统设计 院 系： 控制与计算机工程学院 班 级： 自动化 学 号： 学生姓名： 指导教师：
设计周数： 一 周
成 绩：
日期：年 月 日
一、控制系统的基本任务和要求
汽包水位是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标，水位过高会导致蒸汽带水进入过热器，并在过热管内结垢，影响传热效率，严重的将引起过热器爆管；水位过低又将破坏部分水冷壁的水循环引起水冷壁局部过热而爆管。高性能的锅炉产生的蒸汽流量很大，而汽包的体积相对来说较小，水位的时间常数很小。大容量锅炉若给水不及时，数秒之内就可能达到危险水位，所以锅炉汽包水位的控制显得非常重要。因此，必须采取有效、精确的自动调节，严格控制汽包水位在规定范围内。
影响汽包水位变化的因素很多，如燃煤量、给水量和蒸汽流量。燃煤量对水位变化的影响是比较缓慢的，容易克服。因此，主要考虑给水量和蒸汽流量对水位的影响。本设计的主要任务即是保证给水流量W和主蒸汽流量D保持平衡，维持汽包水位H在较小范围内波动。
二、被控对象动态特性分析
做各种主要影响因素的阶跃扰动，记录并分析汽包水位的响应曲线
1)给水扰动
Simulink中系统连接图如下：
运行结果如下：
010203040
5060708090100
2)蒸汽流量扰动
Simulink中系统连接图如下：
运行结果如下：
102030405060708090100
通过上述对被控对象的动态特性分析，确定采用串级前馈三冲量控制系统：1) 因为串级系统可以有效克服二次干扰，尤其是本系统是有纯迟延环节，可以有效提高系统的快速性和准确性，改善了系统的动态特性，此外，串级系统对负荷的变化有一定的自适应能力。2) 通过静态前馈环节的加入，也可以有效改善负荷变化（蒸汽流量变化）带来的“虚假水位”现象，当蒸汽流量D突然阶跃增加，由于虚假水位现象会使水位增加，错误地使调节机构减小给水量，但引入前馈后，D的增加通过副回路的比例作用又使得调节机构增加给水量，所以通过合适的参数整定，将会有效克服“虚假水位”现象。
三、系统框图、控制系统流程图及SAMA图
系统框图：
工艺流程图：
系统SAMA图：
四、控制系统的仿真及参数整定
a)副回路的整定
副回路的主要作用是消除二次扰动即给水阀的扰动，要求副回路的快速性和稳定性，保证给水流量的稳定。整定时，断开主回路，把副回路看成是一个单回路，并采用比例
α=
调节控制。并取1
W
副回路的MATLAB仿真如下：
为了防止比例增益太大，影响到系统稳定性，所以规定偏差的范围：1.0
e，
≤则12
K
≥
p
这里取13
K=，仿真结果如下:
p
从仿真结果可以看出，输出可以快速跟随输入，且稳态误差很小，可以满足内回路快速准确的要求。
b)主回路的整定
整定主回路时，可以把副回路的整体看成一个比例环节，用衰减曲线法整定主回路。
主回路MATLAB仿真如下：
这时采用衰减曲线法进行主回路的参数整定，当衰减率达到10:1时，仿真结果如
下图，且KP=0.91，TR=61.9
由图可获取参数，并有查表按公式计算等效主调节器的整定参数为KP=0.76，TI=0.00614
c) D α值的确定
在串级三冲量给水控制系统中，水位偏差完全由主调节器来校正，使静态水位值总是等于给定值。因此，就不要求送到副调节器的蒸汽流量信号D V 等于给水流量信号W V ，所以前馈装置的传递函数D α选择将不受静态特性误差条件的限制。而根据锅炉虚假水位的严重情况来确定，从而改善符合扰动是控制过程的质量，一般蒸汽流量信号大于给水流量信号，即D D W W K γαγα=，K 应当为在静态下：
1h
d
W K W =
= 。又因为： 1K >，这里取5K =，则 55D W αα== d) 仿真曲线
蒸汽流量D 阶跃扰动下汽包水位H 的响应曲线：
给水流量W阶跃扰动下汽包水位H的响应曲线：
五、设计总结
此次课程设计的题目是汽包水位的控制系统, 三冲量控制系统利用给水流量、蒸
汽流量和水位三个参数进行液面控制。该系统中汽包水位是主冲量信号，给水流量、蒸汽流量是辅助冲量信号，该控制系统经过给水流量和蒸汽流量扰动下的仿真实验，能有效地克服虚假水位和给水干扰对控制系统的影响。从仿真效果可知，串级三冲量给水控制系统对各种典型影响因素的干扰均能做出快速反应，具有较高的调节质量和调节精度，能够维持汽包水位的稳定，保障机组的安全稳定运行，改善了高压汽包的运行状况，极大地提高
了控制系统的性能，使高压汽包的液位波动很小，液位控制非常平稳。
课程设计报告 课程名称：控制装置与仪表 院系：控制与计算机工程学院 指导教师：罗毅 学生姓名： 学号： 班级：
一、“控制仪表实训”主要内容 1) 调节器 /操作器工原理及使用配置方法； 2) 变频器工作原理及使用配置方法； 3) 交流电机 PWM 调速工作原理及应用方法； 4) 数据记录仪工作原理及使用配置方法；。 二、基本要求 1) 掌握调节器 /操作器使用及配置方法；操作器使用及配置方法； 2) 掌握变频器使用及配置方法； 3) 掌握交流电机 PWM 调速应用方法； 4) 掌握数据记录仪使用及配置方法。 三、实验器材 ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，PID控制器，记录仪，霍尔转速传感器，转换数字显示仪，万用表，电工工具，导线若干。
四、装置功能或原理 1.调节器基本功能：AI-519 经济型人工智能调节器，0.3级精度，AI人工智能调节技术，有自整定功能，带手动/自动无扰动切换功能。 2.变频器基本功能：把工频电源变换成各种频率的交流电源，以实现电动机的变速运行。 3.PWM（脉宽调制）调速原理：利用逆变器具有的开关元件，在其控制端加上三角载波Uc和正弦调制波Ur,当正弦调制波Ur 的值在某点上大于三角载波Uc时，开关元件导通，输出矩形脉冲，反之，开关元件截止。改变正弦调制波Ur的频率，可以改 变输出电压的频率，以此来实现电机调速。 4.霍尔效应测速原理：霍尔传感器固定安装，而在电机的旋 转部位安装一个导磁性好的磁钢。当霍尔传感器靠近导磁物体时，霍尔传感器内部的磁场发生变化，由于霍尔效应，产生不同的霍尔电动势，以此可以判断是否有导磁物体接近。旋转过程中，磁钢每接近霍尔传感器一次，霍尔传感器认为电机旋转了一圈，产生一个矩形脉冲输出，以此计算电机转速。 四、各装置的输入与输出信号。 1.调节器 输出：4~20mA的线性电流信号。
1.那些实验是在EMS平台下进行？那些实验是在DTS平台下进行？ EMS：1）电力系统有功功率分布及分析；2）电力系统无功功率分布及分析；3）电力系统综合调压措施分析；4）电力系统有功-频率分布；5）电力系统潮流控制分析；6）电力系统对称故障计算及分析；7）电力系统不对称故障及计算分析 DTS：1）电力系统继电保护动作特性分析；2）电力系统稳定性计算及分析；3）电力系统继电保护动作情况与系统稳定性关系分析 2.欲调节电压幅值，调有功P有效还是无功Q有效？为什么？ 1）电压对无功变化更敏感，有功虽然对电压也有影响但是比较小 2）只考虑电压降落的纵分量：△U=(PR+QX)/U，从公式看出，电压降落跟有功P和无功Q 都有关系，只不过在高压输电系统中，电抗X>>R，这样，QX在△U的分量更大，调节电压幅值就是在调节无功。 3.重合闸有什么好处？若电气故障设为三相短路，故障分别持续t1和t2时长，则两个实验结果有什么不同？ 重合闸好处：1）在线路发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而提高供电可靠性；2）对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量；3）可以纠正由于断路器机构不良，或继电器误动作引起的误跳闸 故障延时长的接地距离一段动作次数，相间距离一段动作次数，三相跳开次数比故障延时短的多，开关三相跳开的次数多。 4,.以实验为例，举例说明继电保护对暂态稳定的影响？ 实验八中，实验项目一体现出选保护具有选择性，当其故障范围内出现故障时，有相应的断路器动作跳闸。实验项目二体现出保护是相互配合的。当本段拒动时，由上一级出口动作跳闸。实验项目三做的是自动重合闸的“前加速”和“后加速”保护。继电保护快速切除故障和自动重合闸装置就是使故障对系统的影响降到最低，尽早的将故障切除能避免故障电流对设备的冲击减小对系统的扰动，有利于暂态稳定的实现。 5.·在电力系统潮流控制分析试验中，可以通过改变发电机的无功进行潮流调整，也可以通过改变发电机所连升压变压器的分接头进行潮流调整，实验过程中这两项调整对发电机的设置有何不同？为什么？ 改变发电机无功：设置发电机无功时以10MV AR增长。不能保证发电机有功功率和发电机电压恒定，他们可能会随着无功功率的改变有微小的变化。 改变变压器分接头：设置此时发电机相当于一个PV节点，即恒定的有功P和不变的电压U。原因：发电机是无功电源，也是有功电源，是电能发生元件；变压器是电能转换元件，不产生功率。 7在实验中考虑了哪些调压措施？若某节点电压（kv）/无功……电压升高3kv，则应补偿多少电容？ 【实验】调节发电机端电压（调节有功，调节无功），调整变压器分接头 【百度】电力系统的调压措施主要有： 1靠调节发电机机端电压调压 2靠改变变压器分接头调压 3靠无功补偿调压 4靠线路串连电容改变线路参数调压 我的实验灵敏度系数为0.075，所以若电压升高3kv，应补偿3/0.075=40Mvar的电容 8在调频实验中。对单机单负荷系统，若发电机的额定功率……频率怎么变化？当负荷功率大于发电机功率的额定功率…… 通过K=△p/△f来判断f如何变化 9、几个实验步骤 实验九试探法求故障切除实验的实验步骤
实验三 两级放大电路 一、实验目的 进一步掌握交流放大器的调试和测量方法，了解两级放大电路调试中的某些特殊问题； 二、实验电路 实验电路如图5-1所示，不加C F ，R F 时是一个无级间反馈的两级放大电路。在第一级电路中，静态工作点的计算为 3Β11123 R V V R R R ≈ ++, B1BE1 E1C156V V I I R R -≈ ≈+, CE11C1456()V V I R R R =-++ 9B21789 R V V R R R ≈ ++, B2BE2 E2C21112V V I I R R -≈ ≈+, C2CE21101112()V V I R R R =-++ 图5-1 实验原理图 第一级电压放大倍数14i2V1be115 (//) (1)R R A r R ββ=- ++ 其中i2789be2211()////[(1)]R R R R r R β=+++ 第二级电压放大倍数21013V2be2211 (//) (1)R R A r R ββ=- ++ 总的电压放大倍数 O1O2 O2V V1V2O1 i i V V V A A A V V V = = ?=?g g g g g g
三、预习思考题 1、学习mutisim2001或workbenchEDA5.0C 电子仿真软件 2、按实际电路参数，估算E1I 、CE1V 、C1I 和E2I 、CE2V 、C2I 的理论值 3、按预定静态工作点，以β1 =β2 = 416计算两级电压放大倍数V A 4、拟定Om V g 的调试方法
四、实验内容和步骤 1、按图5-1连接电路（三极管选用元件库中NPN 中型号National 2N3904） 实验中电路图的连接如下 2、调整静态工作点 调节R 1和R 7分别使E1V =1.7V ，E2V =1.7V 左右，利用软件菜单Analysis 中DC Oprating Point 分析功能或者使用软件提供的数字万用表（Multimeter ）测量各管C V 、E V 、B V 。可以通过计算获得C I ，CE V ，将结果填入表5-1中。 1）、静态工作点调节后，两处调节值如图所示：
一：关于液位控制的，有浮子，阀门，电动机，减速器，让画出结构图，再分析是什么类型的系统。。。。貌似经常见得题目。 知识点：系统建模，自动控制系统的概念及其基本要求，负反馈原理，系统分类 1. 对自控系统的要求 对自控系统的要求用语言叙述就是两句话： 要求输出等于给定输入所要求的期望输出值； 要求输出尽量不受扰动的影响。 恒量一个系统是否完成上述任务，把要求转化成三大性能指标来评价： 稳定——系统的工作基础； 快速、平稳——动态过程时间要短，振荡要轻。 准确——稳定精度要高，误差要小。 2、自动控制系统的概念及其基本要求 自动控制 在没有人直接参与的情况下，利用控制器使被控对象的被控量自动地按预先给定的规律去运行。 自动控制系统 指被控对象和控制装置的总体。这里控制装置是一个广义的名词，主要是指以控制器为核心的一系列附加装置的总和。共同构成控制系统，对被控对象的状态实行自动控制，有时又泛称为控制器或调节器。 自动控制系统?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?????????????校正元件执行元件放大元件比较元件测量元件给定元件控制装置（控制器）被控对象 3、负反馈原理 把被控量反送到系统的输入端与给定量进行比较，利用偏差引起控制器产生控制量，以减小或消除偏差。 实现自动控制的基本途径有二：开环和闭环。 实现自动控制的主要原则有三： 主反馈原则——按被控量偏差实行控制。 补偿原则——按给定或扰动实行硬调或补偿控制。 复合控制原则——闭环为主开环为辅的组合控制。
4、重点掌握线性与非线性系统的分类，特别对线性系统的定义、性质、 判别方法要准确理解。 线性系统??→?描述???? ? ???????? ???→????????? ????→???????????????状态空间法时域法状态方程变系数微分方程时变状态方程频率法 根轨迹法时域法状态方程频率特性传递函数常系数微分方程定常分析法分析法 非线性系统? ?? ? ? ?????????→???→???→??????→?状态空间法相平面法 描述函数法本质线性化法 非本质状态方程非线性微分方程分析法 分析法分类描述 仿真题：图为液位控制系统的示意图，试说明其工作原理并绘制系统的方框图。 说明 液位控制系统是一典型的过程 控制系统。控制的任务是：在各种扰动的 作用下尽可能保持液面高度在期望的位置 上。故它属于恒值调节系统。现以水位控 制系统为例分析如下。 解 分析图可以看到：被控量为水位 高度h （而不是水流量Q 2或进水流量Q 1）； 受控对象为水箱；使水位发生变化的主要 图1-3 液位控制系统示意图
过程控制工程 课程设计任务书 设计名称：扬子烯烃厂丁二烯装置控制模拟设计设计时间：2006.2.20~2006.3.10 姓名：毛磊 班级：自动化0201 学号：05号 南京工业大学自动化学院 2006年3月
1.课程设计内容： 学习《过程控制工程》课程和下厂毕业实习2周后，在对扬子烯烃厂丁二烯装置的实际过程控制策略、实习环节的控制系统以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上，针对扬子烯烃厂丁二烯装置，设计一个复杂控制系统（至少包含一个复杂回路和3-5个简单回路），并利用组态软件进行动态仿真设计，调节系统控制参数，使控制系统达到要求的控制效果。 1)独立完成设计任务，每个人根据下厂具体实习装置，确定自己的课程设 计题目，每1-3人/组； 2)选用一种组态软件（例如：采用力控组态软件）绘制系统工艺流程图； 3)绘制控制系统原有的控制回路； 4)利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利用组态软 件，对控制系统进行组态； 5)改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态； 6)调节控制参数，使性能指标达到要求； 7)写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤：如设计 思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出 说明，并对所完成的设计做出评价，对自己整个设计工作中经验教训， 总结收获。 2. 进度安排（时间3周） 1)第1周选用一种组态软件绘制系统工艺流程图；绘制控制系统原有的 控制回路； 2)第2周利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利 用组态软件，对控制系统进行组态； 3)第3周(1-3) 改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态； 调节控制参数，使性能指标达到要求； 4)第3周(4) 书写课程设计说明书 5)第3周(5) 演示、答辩
课程设计报告 (2013--2014年度第1学期) 名称：过程控制课程设计 题目：主汽压力控制系统 院系：自动化系 专业：自动化1004班 设计周数：1周 姓名学号分工成绩 成员李林芸201009030110 被控对象动态特性分析；画控 制原理图； 张振超201002020425 控制系统仿真实验，控制器参 数整定 包周琦201002020402 画SAMA图、画控制系统工 艺流程图 芦翔201002020411 写课程设计报告、总结 日期：2014 年1 月03 日
《过程控制》课程设计 任务书 一、目的与要求 “过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。通过实际工业 过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计 说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本 技能训练。 二、主要内容 1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图； 2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID 图）； 3．根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包 括系统功能图和系统逻辑图）； 4．对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定； 5．编写设计说明书。 三、进度计划 序号设计(实验)内容完成时间备注 1 下达任务，查找资料周一、周二 周二、周三 2 制定控制方案，绘制控制系统SAMA 图 3 仿真试验、撰写设计说明周三、周四 4 答辩周五 四、设计（实验）成果要求 1．绘制所设计热工控制系统的的SAMA图； 2．根据已给对象，用MATABL进行控制系统仿真整定，并打印整定效果曲线； 3．撰写设计报告 五、考核方式 提交设计报告及答辩 指导教师： 2014年1 月3 日
保定校区电力系统及其自动化（电自） 面试：1。在线路保护中，什么情况下三段动作了，而一段二段都没有动作。 2、线路中的零序电流怎么测得。3、变压器Y-D11接线，正序负序零序电流的相位幅值怎么变化。4、零序电流保护有么有可能存在相继动作，为什么？5、隔离开关和断路器哪个先断开，为什么？6、电厂发电过程。 英语面试问题：先自我介绍，然后问问题1、为什么选择这个专业？ 2、大学里最喜欢的课？ 3、家庭成员介绍 笔试继电保护：差不多忘记了。。。记得几个大题1、一个环网的最大最小分支系数分析2、消除变压器不平衡电流的方法3、高频相差保护判断4、给一个阻抗继电器动作方程，让你画两个圆5、有零序电流保护计算题6、距离保护计算是被配合段有两条分支（即外汲），记得公式就行。7、振荡考的是大圆套小圆的，让你判断两个启动元件哪个是大圆，阐述短路与振荡的动作原理，及问有可能什么时候振荡是误动。 前面小题都考的很细。 英语听力，笔试很简单，不用准备。 保定校区电力系统及其自动化（电自） 英语面试老师直接叫我翻译学校的名字还有我学的专业课是什么初是的专业课成绩还有专业英语翻译 专业面试 1 船上的频率是多少 2你知道主要有那几中频率，分别是那些国家的 3两种不同的频率是通过什么连接起来的 4什么是
svc hv 5二机管的单向导通原理 6外面高压线路和地压线路的区别7变电站的无功补偿 笔试比较难我都不会那有零序电流保护镇定保护范围距离镇定 我强烈建议把继电保护学好专业课笔试好难 趁还有印象，先回忆一下 北京校区电气与电子工程学院电力系统及自动化 面试题目： 1.变压器中性点为何要接CT？ 2.三相线路，a相短路，c相非短路点的电压、电流怎么求？ 3.发电机机械时间常数增大，有什么影响？ 4.影响无功潮流的因素有哪些？ 还有就是电能质量指标等基础问题，当时一慌，回答的都很差 口试： 自我介绍 家乡介绍，说四种电力设备，读一篇科技短文（我读完是基本没什么感觉，英语平时没学好啊） 分在同一组的，大家的问题也都不一样，不过老师们会很和蔼，到了面试时，基本没有太紧张的感觉，希望对准备考研的有所帮助啊！
华北电力大学 实验报告 | | 实验名称____ 操作系统综合实验 课程名称______ 操作系统 | | 专业班级：网络学生姓名： 学号：成绩： 指导教师：王德文/姜丽梅实验日期：2015年11月4日
实验一实验环境的使用 一、 实验目的 1. 熟悉操作系统集成实验环境 OS Lab 的基本使用方法。 2. 练习编译、调试EOS 操作系统内核以及EOS 应用程序。 二、 实验内容 1. 启动 OS Lab; 2. 学习OS Lab 的基本使用方法：练习使用 OS Lab 编写一个 Windows 控制台应用程 序，熟悉 OS Lab 的基本使用方法（主要包括新建项目、生成项目、调试项目等）； 3. EOS 内核项目的生成和调试：对 EOS 内核项目的各种操作（包括新建、生成和各 种调试功能等）与对 Windows 控制台项目的操作是完全一致的； 4. EOS 应用程序项目的生成和调试； 5. 退出 OS Labo 三、 实验内容问题及解答 1. 练习使用单步调试功能（逐过程、逐语句），体会在哪些情况下应该使用“逐过 程”调试， 在哪些情况下应该使用“逐语句”调试。练习使用各种调试工具（包括“监 视”窗口、“调用堆栈”窗口等）。 答：逐语句，就是每次执行一行语句，如果碰到函数调用，它就会进入到函数里面。 而逐过程，碰到函数时，不进入函数，把函数调用当成一条语句执行。因此，在需要进 入函数体时用逐语句调试，而不需要进入函数体时用逐过程调试。 四、实验过程 1. 新建Windows 控制台应用程序 生成项目: 执行项目: 调试项目: int Func (Int 口〕，// 芦明F UEK 函数 i. nx n - 0, n = FunjcdO); print f CHello World 查看 EOS SDK( Software Development Kit )文件夹: 修改EOS 应用程序项目名称： pflMSni-E-l (Prftss Ctrl+FVFR switcli corisnlfi uiitdnu...) Ucleone to EOS shell 五、实验心得 这次是验证性试验，具体步骤和操作方法都是与实验教程参考书上一致， 实验很顺利, 实验过程没有遇到困难。通过这次实验，我掌握了 OS Lab 启动和退出操作；练习使用 OS Lab 编写一个Windows 控制台应用程序，熟悉 OS Lab 的基本使用方法新建项目、生 成项目、调试项目等。 2. 使用断点终端执行: 13
指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学 移通学院 自动控制原理课程设计报告 系部： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 设计时间：2013年12 月 重庆邮电大学移通学院制
目录 一、设计题目 二、设计报告正文 摘要 关键词 设计内容 三、设计总结 四、参考文献
一、设计题目 《自动控制原理》课程设计（简明）任务书——供2011级机械设计制造及其自动化专业（4-6班）本科学生用 引言：《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，更不同于课堂教学。它主要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识，掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法，对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。 一设计题目：Ｉ型二阶系统的典型分析与综合设计 二系统说明： 该Ｉ型系统物理模拟结构如图所示。 系统物理模拟结构图 其中：Ｒ＝1MΩ；C =1uF；R0=41R 三系统参量：系统输入信号：x(t)； 系统输出信号：y(t)；
四设计指标： 设定：输入为x(t)=a×1（t）（其中：a=5） 要求动态期望指标：M p﹪≤20﹪；t s≤4sec； 五基本要求： a)建立系统数学模型——传递函数； b)利用根轨迹方法分析和综合系统（学号为单数同学做）； c)利用频率特性法分析和综合系统（学号为双数同学做）； d)完成系统综合前后的有源物理模拟（验证）实验； 六课程设计报告： 1.按照移通学院课程设计报告格式写课程设计报告； 2.报告内容包括：课程设计的主要内容、基本原理； 3.课程设计过程中的参数计算过程、分析过程，包括： （1）课程设计计算说明书一份； （2）原系统组成结构原理图一张（自绘）； （3）系统分析，综合用精确Bode图一张； （4）系统综合前后的模拟图各一张（附实验结果图）； 4.提供参考资料及文献 5.排版格式完整、报告语句通顺； 6.封面装帧成册。
成都理工大学工程技术学院《过程控制系统课程设计实验报告》 名称：单容水箱液位过程控制 班级：2011级自动化过程控制方向 姓名： 学号：
目录 前言 一．过程控制概述 (2) 二．THJ-2型高级过程控制实验装置 (3) 三．系统组成与工作原理 (5) （一）外部组成 (5) （二）输入模块ICP-7033和ICP-7024模块 (5) （三）其它模块和功能 (8) 四．调试过程 (9) （一）P调节 (9) （二）PI调节 (10) （三）PID调节 (11) 五．心得体会 (13)
前言 现代高等教育对高校大学生的实际动手能力、创新能力以及专业技能等方面提出了很高的要求，工程实训中心的建设应紧紧围绕这一思想进行。 首先工程实训首先应面向学生主体群，建设一个有较宽适应面的基础训练基地。通过对基础训练设施的 集中投入，面向全校相关专业，形成一定的规模优势，建立科学规范的训练和管理方法，使训练对象获得机械、 电子基本生产过程和生产工艺的认识，并具备一定的实践动手能力。 其次，工程实训的内容应一定程度地体现技术发展的时代特征。为了适应现代化工业技术综合性和多学科交叉的特点，工程实训的内容应充分体现机与电结合、技术与非技术因素结合，贯穿计算机技术应用，以适应科学技术高速发展的要求。应以一定的专项投入，建设多层次的综合训练基地，使不同的训练对象在获得对现代工业生产方式认识的同时，熟悉综合技术内容，初步建立起“大工程”的意识，受到工业工程和环境保护方面的训练，并具备一定的实用技能。 第三，以创新训练计划为主线，依靠必要的软硬件环境，建设创新教育基地。以产品的设计、制造、控制乃至管理为载体，把对学生的创新意识和创新能力的培养，贯穿于问题的观测和判断、创造和评价、建模和设计、仿真和建造的整个过程中。
0 引言 随着自动化技术的发展和电力改革的深入以及厂网分开、竞价上网的政策实施,各电厂为实现降低成本、减少设备维护成本和缩短维护周期的目标要求,现代电力系统对自动化及工通讯的需求也日益提高。另一方面,在火电厂,随着电力现场设备的增多及其自动化过程的复杂化,对辅控设备的数据采集与监控的要求也日益严格。大型火力发电厂的辅助生产车间一般均是由水网、煤网、灰网组成,每一网都可独立成一个系统,每个控制点相对分散,不利于生产数据上传到网络。随着企业对自动化要求的进一步提高,为便于生产管理者远方监控、调度、干预整个电厂的辅控车间运行的需要,达到减人增效之目的,使企业的经济效益最大化。本文介绍了华电国际邹县发电厂(以下简称邹县电厂)四期工程2×1000MW机组用工业以太网实现的辅助车间控制网络系统的应用实例。 1 工业以太网的发展状况 以太网及TCP / IP通信技术在IT行业获得了很大的成功,成为IT 行业应用中首选的网络通信技术,近年来已逐步向自动化行业发展,形成与现场总线技术竞争的局面,其发展状况可以归结如下2点： (1)自动化技术从单机控制发展到工厂自动化和系统自动化。近年来,自动化技术发展使人们认识到,单纯提高生产设备单机自动化水平,并不一定能给整个企业带来好的效益;因此, 对企业自动化技术提出的进一步要求是将整个工厂作为一个系统实现其自动化,其目标是实现企业的最佳经济效益。 (2)工厂底层设备状态及生产信息集成、车间底层数字通信网络是信息集成系统的基础。为满足工厂上层管理对底层设备信息的要求,工厂车间底层设备状态及生产信息集成是实现全厂M IS /SIS的基础。这就决定了生产信息的实时性、可靠性以及兼容性,它必将成为现代电力产业工业通讯网络的发展目标。 2 工业以太网的特点 2. 1 冗余性 在程序控制系统中,PLC系统的专用通讯网络的冗余一直是一个比较难解决的问题,硬件方面如通讯网和通讯模块以及软件方面的通讯问题都不能解决,一旦通讯网和通讯块出现问题,整个通讯网络就会瘫痪。若通讯网络系统采用工业以太网,通过工业服务器和数据交换机,就能采用冗余配置,通过交换机,可以任意扩展通讯模块且可采用多层通讯结构。 2. 2 开放性 在控制系统中,一般有2级网络,过程控制网和实时监控网。在过程控制网中,专用网络的
二○一二～二○一三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：自动化班 学号： 姓名： 指导教师：刘晓玉 二○一二年十月
一、题目、任务及要求 1. 设计题目 锅炉过热汽温串级控制系统设计 2. 设计任务 图1所示锅炉过热汽的温度采用以减温器喷水的方法加以控制，要求过热汽温θ1稳定在给定值。鉴于减温器距离过热器出口较远、过热器热容较大，且减温水易出现自扰（如减温水水压不稳），试设计合理的控制方案，维持过热汽温θ1的恒定。 过热器高温段 图1 锅炉过热汽温控制系统 二、设计任务分析 1、系统建模 1）单回路控制
2）串级控制 2、控制方案 1）单回路控制 单回路控制系统是由被控对象、控制器、执行器、和测量变送装置四大基本部分组成。在广义对象（被控对象、执行器、和测量变送装置）特性已确定，不能改变的情况下，只能通过控制规律的选择来提高系统的稳定性与控制质量。 常用的控制规律主要有：位式控制、P控制、PI控制、PD控制、PID控制。2）串级控制 当对象容量滞后或纯滞后较大，负荷和干扰变化比较剧烈而频繁，或是工艺对产品质量的要求很高时，而采用单回路控制方法不太有效，这时就可以采用串级控制。 串级控制系统，采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输出去操纵调节阀。及时调节校正二次干扰，减少对主对象的影响。 3）前馈—反馈复合控制 当反馈控制系统出现较大的动态偏差时，采用前馈控制方式，在扰动尚未影响被控对象前，提前调节已补偿扰动对被控对象的影响。 3、控制方案比较 锅炉过热汽温控制系统，以减温器的喷水作为控制手段，目的是控制过热汽温稳定在给定值。因为减温器距离过热器出口较远，且过热器管壁热容较大，
华北电力大学电力系统分析考研及期末考试必备 1、什么是动力系统、电力系统、电力网? 答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统; 把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统; 把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。 2、现代电网有哪些特点? 答:1、由较强的超高压系统构成主网架。2、各电网之间联系较强,电压等级相对简化。3、具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。4、具有相应的安全稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。5、具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。 3、区域电网互联的意义与作用是什么? 答:1、可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续发展。 2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价,节约能源,加快电力建设速度。 3、可以利用时差、温差,错开用电高峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。 4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量,增强抵御事故能力,提高电网安全水平和供电可靠性。 5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。 6、可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益。 4、电网无功补偿的原则是什么? 答:电网无功补偿的原则是电网无功补偿应基本上按分层分区和就地平衡原则考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。 5、简述电力系统电压特性与频率特性的区别是什么? 答:电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性。发电机组的出力随频率的变化而变化的特性叫发电机的频率特性),它是由系统的有功负荷平衡决定的,且与网络结构(网络阻抗)关系不大。在非振荡情况下,同一电力系统的稳态频率是相同的。因此,系统频率可以集中调整控制。 电力系统的电压特性与电力系统的频率特性则不相同。电力系统各节点的电压通常情况下是不完全相同的,主要取决于各区的有功和无功供需平衡情况,也与网络结构(网络阻抗)有较大关系。因此,电压不能全网集中统一调整,只能分区调整控制。
华北电力大学 实验报告 实验名称：超外差收音机安装与调试 一、实验目的 1.了解常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的 电子器件图书。能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用万用表。 2.学习并掌握超外差收音机的工作原理 3.了解超外差式收音机的调试方法。
4.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理，基本掌握手工电烙铁的焊 接技术。 二、实验原理图 三、元器件清单 元件型号数量位号元件型号数量位号 三极管9013 2只V6、V7 电阻56Ω1只R5 三极管9014 1只V5 电阻100KΩ2只R7、R10 三极管9018 4只V1、V2、V3、V4 电阻120KΩ1只R1 发光二极管红色1只LED 瓷片电容103 1只C2 磁棒及线圈4x8x80mm 1套T1 瓷片电容C1、C4、C5 振荡线圈TF10（红色）1只T2 瓷片电容223 7只C6、C7、C10 中频变压器TF10（黄色）1只T3 瓷片电容C11 中频变压器TF10（白色）1只T4 电解电容 4.7uF 2只C3、C8 中频变压器TF10（绿色）1只T5 电解电容100uF 3只C12、C13、C9 输入变压器蓝色1只T6 双联电容CBM-223PF 1只CA 扬声器0.5W 8Ω1只BL 耳机插座?3.5mm 1只CK 电位器10KΩ1只RP 装配说明书1分 电阻51Ω1只R8 机壳上盖1个 电阻100Ω2只R13、R15 机壳下盖1个 电阻120Ω2只R12、R14 刻度面板1块 电阻150Ω1只R3 调谐拨盘1只 电阻220Ω1只R11 电位器拨盘1只 电阻510Ω1只R16 磁棒支架1只
课程设计报告 (2014--2015年度第一学期) 名称：《自动控制理论》课程设计 题目：基于自动控制理论的性能分析与校正院系：自动化 班级：自动化 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：1周 成绩： 日期：2015年1月9日
目录 第一部分、总体步骤 (3) 一、课程设计的目的与要求 (3) 二、主要内容 (3) 三、进度计划 (4) 四、设计成果要求 (4) 五、考核方式 (4) 第二部分、设计正文 (5) 一控制系统的数学模型 (5) 二控制系统的时域分析 (9) 三控制系统的根轨迹分析 (15) 四控制系统的频域分析 (19) 五控制系统的校正 (22) 六非线性系统分析 (38) 第三部分、课程设计总结 (40)
第一部分、总体步骤 一、课程设计的目的与要求 本课程为《自动控制理论A》的课程设计，是课堂的深化。设置《自动控制理论A》课程设计的目的是使MATLAB成为学生的基本技能，熟悉MATLAB这一解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。作为自动化专业的学生很有必要学会应用这一强大的工具，并掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。通过使用这一软件工具把学生从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。 通过此次计算机辅助设计，学生应达到以下的基本要求： 1.能用MATLAB软件分析复杂和实际的控制系统。 2.能用MATLAB软件设计控制系统以满足具体的性能指标要求。 3.能灵活应用MATLAB的CONTROL SYSTEM工具箱和SIMULINK仿真软件，分析系统的性能。 二、主要内容 1．前期基础知识，主要包括MATLAB系统要素，MATLAB语言的变量与语句，MATLAB的矩阵和矩阵元素，数值输入与输出格式，MATLAB系统工作空间信息，以及MATLAB的在线帮助功能等。 2．控制系统模型，主要包括模型建立、模型变换、模型简化，Laplace变换等等。 3．控制系统的时域分析，主要包括系统的各种响应、性能指标的获取、零极点对系统性能的影响、高阶系统的近似研究，控制系统的稳定性分析，控制系统的稳态误差的求取。 4．控制系统的根轨迹分析，主要包括多回路系统的根轨迹、零度根轨迹、纯迟延系统根轨迹和控制系统的根轨迹分析。 5．控制系统的频域分析，主要包括系统Bode图、Nyquist图、稳定性判据和系统的频域响应。 6．控制系统的校正，主要包括根轨迹法超前校正、频域法超前校正、频域法滞后校正以及校正前后的性能分析。 三、进度计划
过程控制课程设计报告 设计题目：无差温度控制系统的设计 学号：130710203 姓名：胡德鹏 指导教师：谢玮 信息与电气工程学院 二零一六年十二月
无差温度控制系统的设计 1、设计任务 在模壳浇铸、焙烧时常用燃油炉，烧制过程中需要对温度加以控制，对一个燃 油炉装置进行如下实验，在温度控制稳定到900℃时，在开环状态下将执行器的输入燃油流量增加大约%10，即h /T 5.2q =?I ，持续min 1=?t 后结束，记录炉内温度变化数据如下表，试根据实验数据设计一个超调量%25≤p δ的无差温度控制系统。 t (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 θ?℃ 0 0.5 1.44 2.07 1.68 1.41 1.17 0.99 0.81 0.66 0.54 t (min) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 θ?(℃) 0.45 0.39 0.33 0.27 0.21 0.15 0.09 0.06 0.03 0.01 0.00 具体设计要求如下: （1） 根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的模型； （2） 根据辨识结果设计符合要求的控制系统（给出带控制点的控制流程图， 控制系统原理图等，选择控制规律）； （3） 根据设计方案选择相应的控制仪表； （4） 对设计系统进行仿真，整定运行参数。 2、对象的动态特性分析 1、对象的动态特性 通过上述表中得到数据,用matlab 求的其阶跃响应值如下表所示，然后进行归一化操作，画出原来表中的曲线图和阶跃响应的曲线图，如下图所示： 表一：对象的阶跃响应 t (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 θ ?℃ 0.5 1.44 2.07 1.68 1.41 1.17 0.99 0.81 0.66 0.54
华北电力大学电力系 统分析
课程编号：811 课程名称：电力系统分析基础 一、考试的总体要求 掌握电力系统的基本概念和特点，掌握电力系统各元件的参数和数学模型，掌握电力系统潮流计算的基本原理，掌握电力系统有功和无功优化运行及其调整方法，掌握短路电流计算的基本方法。 二、考试的内容 1. 电力系统的基本概念：电力系统的基本概念及系统运行的基本要求；电力系统中性点运行方式；电力系统主要的电压等级与我国电力系统的发展情况。 2. 电力系统各元件特性和数学模型：发电机组的运行特性与数学模型；输电线路、变压器、负荷的数学模型及参数计算；标幺值计算原理，理想变压器数学模型及多电压级电力网络等效电路的形成。 3. 简单电力网络的计算和分析：基于有名值与标幺值的简单电力网络（环型网、辐射型网）的潮流计算方法；有功、无功的基本电力网络潮流控制方法。 4. 复杂电力系统潮流的计算机算法：节点电压方程和电力网络方程的建立；节点导纳矩阵的形成和修改方法；功率方程及变量、节点的分类；牛顿-拉夫逊迭代法潮流计算的基本原理、数学模型和计算步骤；P-Q分解法潮流计算原理和计算步骤。 5. 电力系统的有功功率和频率调整：电力系统各种有功功率电源及各种有功备用；有功功率的平衡与最优分配方法；电力系统频
率调整的概念，自动调速系统工作原理，发电机和负荷的功频特性及其调速特性，频率的一次调整、二次调整和调频厂的选择，负荷频率控制的基本原理；联合系统调频计算。 6．电力系统的无功功率和电压调整：电力系统中无功功率的平衡和无功电源特点；电力系统中无功功率的最优分布；电力系统中枢点电压管理方式；借发电机、变压器、补偿设备调压和组合调压的原理及特点。 7．电力系统三相短路的分析与计算：电力系统故障的基本概念与危害；各种短路故障的成因；无限大功率电源供电的系统三相短路电流分析；电力系统三相短路电流的实用计算；短路电流交流分量的初始值及任意时刻值的确定方法。 8．电力系统不对称故障的分析与计算：对称分量法的原理及其在不对称故障分析中的应用；电力系统元件的序参数和等效电路；零序网络的构成方法；各种不对称短路时故障处的短路电流和电压的计算；非故障处电流、电压的计算；正序等效定则。 三、考试的题型 判断题、选择题、简答题、计算题。
华北电力大学 继电保护与自动化综合 实验报告 院系班级 姓名学号 同组人姓名 日期年月日 教师肖仕武成绩
Ⅰ. 微机线路保护简单故障实验 一、实验目的 通过微机线路保护简单故障实验，掌握微机保护的接线、动作特性和动作报文。 二、实验项目 1、三相短路实验 投入距离保护，记录保护装置的动作报文。 2、单相接地短路实验 投入距离保护、零序电流保护，记录保护装置的动作报文。 三、实验方法 1 表1- 1 2、三相短路实验 1) 实验接线 图1- 1 表1- 2
表1- 3 三相短路故障，距离保护记录 4) 保护动作结果分析 R=5.0Ω，X=1.0Ω时，距离保护I段动作，故障距离L=20.00 R=5.0Ω，X=3.3Ω时，距离保护II段动作，故障距离L=74.00 R=5.0Ω，X=6.0Ω时，距离保护III段动作，故障距离L=136.00 3、单相接地短路实验 1) 实验接线 见三相短路试验中的图1-1 2) 实验中短路故障参数设置 见三相短路试验中的表1-2 表1- 4 A相接地故障，保护记录 4) 报文及保护动作结果分析 R=5.0Ω，X=1.0Ω时，距离保护I段动作，故障距离L=20.00 R=5.0Ω，X=3.3Ω时，距离保护II段动作，故障距离L=77.50 R=5.0Ω，X=6.0Ω时，距离保护III段动作，故障距离L=142.00 四、思考题 1、微机线路保护装置161B包括哪些功能？每个功能的工作原理是什么？与每个功能相关的整定值有哪些？ 功能：距离保护，零序保护，高频保护，重合闸 1）距离保护是反应保护安装处到故障点的距离，并根据这一距离远近而确定动作时限的一种动作 距离保护三段1段：Z1set=（0.8~0.85）Z l，瞬时动作 2段：Z1set=K（Z l+Z l1）,t=0.05
一、课程设计的目的与要求 本课程为《自动控制原理》的课程设计，是课堂的深化。 设置《自动控制原理》课程设计的目的是使MATLAB 成为学生的基本技能，熟悉MATLAB 这一解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB 软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。使相关专业的本科学生学会应用这一强大的工具，并掌握利用MATLAB 对控制理论内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。通过使用这一软件工具把学生从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。 通过此次计算机辅助设计，学生应达到以下的基本要求： 1.能用MATLAB 软件分析复杂和实际的控制系统。 2.能用MATLAB 软件设计控制系统以满足具体的性能指标要求。 3.能灵活应用MATLAB 的CONTROL SYSTEM 工具箱和SIMULINK 仿真软件，分析系统的性能。 二、设计正文 1．控制系统的数学建模 相关知识： 研究一个自动控制系统，单是分析系统的作用原理及其大致的运动过程是不够的，必须同时进行定量的分析，才能作到深入地研究并将其有效地应用到实际工程上去。这就需要把输出输入之间的数学表达式找到，然后把它们归类，这样就可以定量地研究和分析控制系统了。 1．有理函数模型 线性系统的传递函数模型可一般地表示为： m n a s a s a s b s b s b s b s G n n n n m m m m ≥++???++++???++= --+- )(11 11 1 21 (1) 将系统的分子和分母多项式的系数按降幂的方式以向量的形式输入给两个变量num 和den ，就可以轻易地将传递函数模型输入到MATLAB 环境中。命令格式为： ],,,,[121+???=m m b b b b num ; （2） ],,,,,1[121n n a a a a den -???=; （3） 在MATLAB 控制系统工具箱中，定义了tf() 函数，它可由传递函数分子分母给
过程控制课设报告
课程设计报告 (2015—2016年度第二学期) 名称：过程控制课程设计 题目：电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统 院系：控制与计算机工程学院 班级：
姓名： 学号： 指导老师：张建华老师 设计周数： 1 周 日期：2016年6月24日 设计正文： 1．控制系统的基本任务和要求 过热蒸汽温度控制的任务是维持过热器出口温度在允许的范围之内，并保护过热器，使其管壁温度不超过允许的工作温度。过热蒸汽温度是锅炉汽水系统中的温度最高点，蒸汽温度过高会使过热器管壁金属强度下降，以致烧坏过热器的高温段，严重影响安全。一般规定过热蒸汽的温度上限不能高于其额定值+5℃。 如果过热蒸汽温度偏低，则会降低电厂的工作效率，据估计，汽温每降低5℃，热经济性将下降约1%；且汽温偏低会使汽轮机尾部蒸汽湿度升高，甚至使之带水，严重影响汽轮机的安全运行。所以，过热蒸汽温度过高或过低都是生产过程所不允许的。 以600MW机组国产直流锅炉为例，其过热蒸汽温度额定值为541℃（主汽压力为17.3MPa），在负荷为额定值的60%~100%范围内变化时，过热蒸汽温度不超过额定值的-10~+5,长期偏差不允许超过±5℃。为了防止过快的蒸汽温度变化速率造成某些高温工作不部件产生较大的热应力，还对温度变化速率进行限制，一般限制在3℃/min内。 本次课程设计以600MW超临界直流锅炉主汽温控制系统为例： 某电厂600MW 汽包锅炉过热蒸汽温度是通过喷水减温来实现对温度的自动调节。已知该系统减温水流量W和过热蒸汽流量D可通过加装流量计进行检测，电动调节阀的开度可根据控制器输出值自动调整。其动态特性如下：