过程控制技术计算机教学辅助系统的研制

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1、哈尔滨工业大学工学硕I:学位论文摘要随着自动化技术、通讯技术、计算机技术的发展，过程控制技术以前所未有的速度向前迈进。在人们的生产生活中扮演着重要的角色。让更多的人更好的掌握它，可以有效的指导他们的生产实践活动，有极其深远的意义。本课题就是要为这门课程研制一套适用于远程教育的计算机教学辅助系统，简称PCSCAI系统。CAI作为一种现代化的教学手段，由于改善了学习环境，调动了学生学习的积极性，近年来在各类课程的教学中发挥着日益重要的作用。PCSCAI除了提供基础知识的讲解及习题训练之外，还开发了一系列的用于实验的仿真实验平台。其

2、中最重要的包括纯滞后对象基于模型估计控制方法仿真实验系统和模糊控制仿真实验系统。这些实验系统具有界面友好、灵活方便、易于使用的特点。对于学习者拓宽眼界，激发学习兴趣，增强学习效果有很好的功效。上述实验系统均利用Matlab语台开发。Matlab是集命令翻译、科学计算于一身的一套交互式软件系统，是目前国际控制界应用最广、最流行的-种控制系统计算机辅助设计的软件工具，具有功能强大，界面友好，配套I具箱完善等特点，其Simulink仿真环境及S函数的应用为实验系统提供了有效实用的设计方法。纯滞后现象在实际S业生产中是很常见的。本系统

3、提供的基于模型估计的控制方法有三种:史密斯(Smith)预估控制，内模控制(IMC)，外模控制(EMC).通过理论分析和仿真实验可以发现，这三种控制器设计简单，并且具有良好的抗干扰能力和鲁棒性。模糊控制仿真实验系统主要是利用Matlab提供的模糊逻辑工具箱设计模糊控制器，然后与Simulink实现无缝连接，从而构建模糊控制系统。学习者可以通过仿真实验探讨模糊控制器各种不同的参数和结构对系统控制性能的影响。本系统采用结构化设计，层次清晰，易于学习和扩充。在整个教学过程中，实现以学生为主，充分发挥学生的主观能动性，有助于提高学生分

4、析问题和解决问题的能力，达到良好的教学效果。关键词远程教育;模糊控制;纯滞后:仿真:PCSCAI哈尔7kT业人学下学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofautomatization,communicationandcomputertechnology,theprocesscontroltechnologyisexpandingwithatemponeverheardofbefore.Itplaysaveryimportantroleinhuman'slifeandyieldingactiviti

5、es."1"omakemorepeoplelearnthistechnologytoguidetheirworkisveryneeded.SowedevelopthisPCSCAI(CAIforProcessControlSystem)forlong-distanceeducation.Asamodernteachingstyle,CAIisefectiveforinspiringstudyinterest.Inrecentyearsitexertsgreatfunctioninallkindsofsubjects'teach

6、ing.Exceptofferingbasicknowledgeandexercises,PSCAIprovidesaseriesofexperimentflatswhichmainlyincludeemulationalexperimentsystemforprocesswithtimedelayandforfuzzylogiccontrol.Notonlywithfriendshipinterface,thesystemisalsoconvenienttouseandhelpstostrengththestudyandto

7、widenthelearners'eyereachTheexperimentsystemismadewithMatlab.Matlabisahigh-performancelanguagefortechnologycomputing.Anditisaninteractivesystemwhichintegratescomputation,visualization,andprogramminginaneasy-to-useenvironment.Simulinkands-functionandtoolboxwhichareal

8、lequippedwithMatlabdogreathelptosystem'sdesign.Itiscommontobewithpuretimedelayinindustrialprocess.Thissystemaffordsthreekindsofcontrollerb