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专业.
专业.专注
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过程掌握系统综合设计报告
班 级：
姓 名：
学 号：
学 期：
一、试验目的与要求
把握DDC掌握特点；
生疏CS4100试验装置，把握液位掌握系统和温度掌握系统构成；
生疏智能仪表参数调整方法及各参数含义；
把握由CS4100试验装置设计流量比值掌握、液位串接掌握、液位前馈反响掌握及四水箱解耦掌握等设计方法；
把握试验测定法建模，并以纯滞后水箱温度掌握系统作为工程案例，掌
握纯滞后水箱温度掌握系统的建模，并用DDC掌握方案完成掌握算法的设计及系统调试。
以水箱流量比值掌握、水箱液位串接掌握、水箱液位前馈反响掌握及四水箱解耦掌握为被被控对象，完成系统管路设计、电气线路设计、掌握方案确定、系统调试、调试结果分析等过程的训练。以纯滞后水箱作为被控对象，以其次个水箱长滞后温度作为被控量，完成从试验测定法模型建立、管路设计、线路设计、掌握方案确定、系统调试、结果分析等过程的训练。
具体要求为：
检索资料，生疏传感器、执行器机械构造及工作原理。
生疏CS4100过控试验装置的机械构造，进展管路设计及硬件接线；
把握纯滞后水箱温度掌握系统数学模型的建立方法，并建立数学模型；
把握智能仪表参数调整方法；
进展掌握方案设计，结合具体数学模型，计算系统所能到达性能指标，
并通过仿真把握掌握参数的整定方法；
把握系统联调的步骤方法，调试参数的记录方法，动态曲线的测定记录
方法。记录试验数据，承受数值处理方法和相关软件对试验数据进展处理并加
以分析，记录试验曲线，与理论分析结果比照，得出有意义的结论。
撰写试验设计报告、试验报告，具体要求见：〔五〕实践报告的内容与
要求。
二、试验仪器设备与器件
CS4100过程掌握试验装置
PC机〔组态软件〕
P909智能仪表假设干
三、试验原理分析
系统建模综述
系统建模的概念
工业过程的数学模型分为动态数学模型和静态数学模型。动态数学模型是输出变量与输入变量之间随着时间而变化的动态关系的数学描述。从掌握的角度看，输入变量就是操纵变量和扰动变量，输出变量就是被控变量。静态数学模型是输入变量与输出变量之间不随时间变化状况下的数学关系。工业过程的静态数学模型用于工艺设计和最优化等，同时也是考虑掌握方案的根底。
工业过程的动态数学模型则用于各类自动掌握系统的设计和分析，用于工艺设计和操作条件的分析和确定。在工业过程掌握中，建立被控对象的数学模型的目的主要有：
进展工业过程优化操作；
掌握系统方案的设计和仿真争论；
掌握系统的调试和掌握器参数的整定；
作为模型推测掌握等先进掌握方法的数学模型；(e)工业过程的故障检测与诊断。
对工业过程数学模型的要求随其用途不同而不同，总的说是简洁且准确牢靠。但这并不意味着越准确越好，应依据实际应用状况突出适当的要求。如在线运用的数学模型还有实时性的要求，它与准确性要求往往是冲突的。
要想建立一个好的数学模型，需把握三类主要的信息源：
(a)要确定明确的输入量与输出量(b)要有先验学问
(c)试验数据
系统建模的常用方法
一个掌握系统设计得是否成功与被控对象数学模型建立的准确与否很有关系。建立被控对象的数学模型一般可承受多种方法，大致可以分为机理法和测
试法两类：
机理法建模
用机理法建模就是依据生产过程中实际发生的变化机理，写出各种有关的平衡方程如：物质平衡方程，能量平衡方程，动量平衡方程以及反映流体流淌、传质、化学反响等根本规律的运动方程，特性参数方程和某些设备的特性方程等，从中获得所需的数学模型。
随着计算机的进展，用机理法建模的争论有了快速的进展，可以说，只要机理清楚，就可以利用计算机建立几乎任何简单的系统。但考虑到模型的适用性和实时性的要求，合理的近似假定是必不行少的。模型应尽量简洁，同时保证到达合理的精度。用机理法建模时，有时也会消灭模型中某些参数难以确定
的状况或用机理法建模太麻烦，这时可以用测试的方法来建模。
测试法建模
测试法一般只适用于建立输入输出模型。它是依据工业过程的输入和输出的实测数据进展某种数学处理后得到的模型。它的主要特点是把被争论的工业过程视为一个黑匣子，完全从外特性上测试和描述它的动态性质，因此不需要深入把握其内部机理。然而，这并不意味着可以对内部机理毫无所知。
用测试法建模一般比用机理法建模要简洁和省力，尤其是对于那些简单的工业过程更为明显。假设机理法和测试法两者都能到达同样的目的，一般承受测试法建模。常用的试验方法是，人为的在被控对象上加一个阶跃信号后，测定被控对象的响应曲线，然后依据响应曲线求出被控对象的传递函数。常见的一种阶跃响应曲线为图7的S形单调曲线。数据处理的方法很多，以下为较常用的两种。
图1