学号1422060213 天津城建大学 过程控制课程设计 设计说明书 串级温度控制系统设计 起止日期：2017 年7 月 3 日至2017 年7 月7 日 学生姓名侯亚东 班级14自动化2班 成绩 指导教师(签字) 控制与机械工程学院 2017年7月7日
天津城建大学 课程设计任务书 2016 -2017学年第 2学期 控制与机械工程 学院 自动化专业 班级 14自动化2班 姓名 侯亚东 学号 1422060213 课程设计名称： 过程控制 设计题目： 串级温度控制系统设计 完成期限：自 2017 年 7 月 3 日至 2017 年 7 月 7 日共 1 周 设计依据、要求及主要内容： 一、设计任务 管式加热炉系统，考虑将燃烧室温度作为副变量，烧成温度作为主变量，主、副对象的传递函数分别为： 2017()81 s G s e s -=+，021()(101)(201)G s s s =++ 试采用串级控制设计温度控制系统，具体要求如下： 1) 进行控制方案设计，包括调节阀的选择、控制器参数整定，给出相应的闭环系统原理图； 2) 进行仿真实验，给出系统的跟踪性能和抗干扰性能； 3）说明不同控制方案对系统的影响。 二、设计要求 采用MATLAB 仿真；需要做出以下结果： （1） 超调量 （2） 峰值时间 （3） 过渡过程时间 （4） 余差 （5） 第一个波峰值 （6） 第二个波峰值 （7） 衰减比 （8） 衰减率 （9） 振荡频率 （10）全部P 、I 、D 的参数 （11）PID 的模型 （12）设计思路 三、设计报告 课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
我国智能交通控制系统的发展 我国城市交通控制系统的现状 从20世纪70年代末以来 我国经济建设快速发展 人民生活水平不断提高 汽车保有量逐年增加 交通问题日益显现。其中 最突出的就是我国人口众多、路网不完善、道路不规范、机动车与非机动车大量存在 而交通基础设施建设还需相当长的一段时间。各级交通管理部门通过技术引进和自主创新 在中国部分大中城市里 摒弃旧有的控制方式 一些先进的控制技术逐渐得到应用。虽然在整体规模和层次上与世界发达国家还有不小差距 但部分领域技术水平已处于世界先进位置。目前 我国城市交通控制系统已不单单是对交叉口信号灯进行控制 而是集交叉口信号灯控制和干线控制以及现代城市高速公路交通控制于一体的混合型交通 实现区域信号控制和城市高速公路集成控制。 我国交通控制系统的发展思路在我国的交通控制系统的进步行程中 若只依赖被动、微观和静态的传统模式的控制策略显然不能满足城市交通的需求。必须突破传统信号控制的研究方法 控制思想上要由被动控制向主动自适应控制发展 控制技术上要借助于现代科学技术向智能化、集成化发展 控制规模上要由微观、中观控制向宏观、微观结合控制发展 控制模式上要由静态控制向动态诱导控制发展 发展方向上要以我为主 充分结合我国的实际情况 发展适应我国国情的交通控制系统。概而言之 要充分利用系统工程的思想和方法 加强对城市先进交通处理系统的硬件技术和软件技术研发。具体表现为 1、研发城市交通智能控制集成系统 2、基于公交优先的城市交通控制系统 3、基于混合交通流的信号控制系统仿真评价 4、基于信号控制系统的管理信息平台建设 5、在技术上大幅度提高信号机的智能水平，加快其反应功能和对交通状况变化的适应度 有利于局部拥堵交通流的快速疏导。在未来城市交通控制中 根据交通流的疏密程度可以采用不同的控制方法。例如 交通流不大且稳定的路段采用定周期控制的智能交通控制方法 反之在交通流较拥挤且变化较大的道路 大多数情况 则采用交通系统建模、实时检测交通数据 利用现代控制理论和协调理论以及运筹学的优化方法产生随交通流变化而实时变化的动态反馈控制方法。但是 这种动态控制方法采用很多实时参数 其模糊性、随机性和不确定性使得建模工作非常困难。于是 我们可以引进人工智能的方法 目前 模糊逻辑控制作为一种较为成熟的响应车辆信号的控制方法 在理论研究和实际应用中 模糊逻辑算法能够以不同的水平层次运用于交通信号控制。模糊逻辑算法一方面可以方便的集成到传统算法中 并可以取代一些类似于车距、车流密度等交通变量中的复杂和非线性的关系 另一方面模糊逻辑算法也可以不需要获得精确的模型就可以辨识交通流模式并给出最佳交通信号配时。采用模糊控制的智能交通控制系统分为中央控制级和路口控制级两级。路口车辆检测器可实时检测交叉路口各方向车流信息 并且将此信息通过串行通讯方式传输到路口的控制基站 再远程通讯到中央控制机 中央控制机根据各路口的车流量信息实行区域协调模糊控制 当然 路口机也可在脱机情况下自行采用实时模糊控制的方式或多段控制方式进行单路口的交通信号控制。 我国智能交通控制系统的发展模式综合分析国内外先进的城市交通控制系统 结合我国城市道路及交通的实际情况 同时也对今后城市交通与道路建设的发展的前瞻性考量 我国道路智能交通控制系统的发展模式应具有如下功能 1、多模式化。首先从系统结构上吸收集中式scOO 、分布式SCA等智能交通系统的长处 在控制范围内各个区域采用灵活可转换的系统结构,使系统结构根据交通流的区域变化而改变。此外充分根据不同地区实时交通情况,对路口能力最大、延迟时间最短等作为遴选不同系统的参考标准。 2、智能化。随着信息技术的高度发展 作为道路交通控制系统所承担的工作不仅仅是对交
目录 自动控制原理习题 (2) 第一章控制系统导论 (3) 第二章控制系统的数学模型 (4) 第三章状态空间模型 (6) 第四章反馈控制系统的特性 (8) 第五章反馈控制系统的性能 (9) 第六章反馈控制系统的稳定性 (11) 第七章根轨迹法 (12) 第八章频率响应方法 (21) 第九章频率稳定性 (27) 第十章控制系统设计 (32) 第十一章非线性系统 (35)
自动控制原理习题 章节页码基础习题增强习题 Matlab 习题第一章控制系统导论P20 E1.1、P1.7、P1.11 第二章控制系统的数学 模型P82 E2.4、E2.5、E2.8、E2.26、 P2.7、P2.8 P2.36 MP2.4 第三章状态空间模型P142 E3.3、E3.11、P3.1 P3.14 MP3.5 第四章反馈控制系统的 特性 P180 E4.1、E4.4、P4.8 AP4.8 MP4.2 第五章反馈控制系统的 性能 P235 E5.2、E5.4、P5.4 AP5.4 MP5.5 第六章反馈控制系统的 稳定性 P273 E6.4、E6.6、P6.6 AP6.3 MP6.2 第七章根轨迹法P325 E7.1、E7.6、E7.12、E7.14、 E7.20、P7.1、P7.3、P7.13 AP7.3 MP7.2 第八章频率响应方法P387 E8.1、E8.3、E8.5、P8.1、 P8.6、P8.15、P8.17、P8.24 AP8.4 MP8.5 第九章频率稳定性P453 E9.1、P9.1、P9.2、P9.4 AP9.1 MP9.2 第十章控制系统设计 两道题 见后注意：Bode图必须采用对数坐标纸绘制，根轨迹用直角坐标纸绘制。 第十一章非线性系统 一道题 见后 [说明]: 1、教材：《.现代控制系统》（第八版）[美]Richard C. Dorf 等著，谢红卫等译。高等教育出版社，2001.6。 2、基本题型必须完成，增强题型选作。 3、Matlab题型选作，并以*.m的形式发到邮箱：ligang@https://www.doczj.com/doc/9b11421715.html,。
《人脑与电脑》练习 一、基础过关 （一）认准字音 戴君惕（）络绎不绝（）繁衍（）蠕虫（）媲美（） 估计（）焊接（）殷勤（）土壤（）妥善（） （二）辨形组词 庞（）蠕（）悍（）攘（）绎（） 宠（）懦（）焊（）壤（）泽（） （三）选择题 1.依次填入横线上的词语最恰当的一组是（） ①近义词是留学生学习的难点之一，我们在课堂教学时需要相应的对策。 ②本产品最先进的工艺制成，将会为你的生活带来极大的便利。 ③这座桥已经建了很多年，但是她依然很坚固。 ④败了一阵又如何?全局还没有失尽。 A.采取采用虽然即使 B.采用采取虽然即使 C.采取采用即使虽然 D.采用采取即使虽然 2.依据句子间的逻辑关系，下列句子排序正确的一项是（） ①机械手在宇宙空间、深海、燃烧室、放射性室、核反应堆等对人体危害的区域有着十分广泛的应用。 ②机械手就像一只巨大的手，它的手臂能上下左右地转动和伸缩，腕关节也能弯曲和转动，因此能使手指部分自由定向。 ③最初的机器人其实只是机械手或操作器，它是模拟人手功能的技术装置。 ④这种操作器工作时，它的手指触觉信号和传真电视机的视觉信号传给遥控计算机，此计算机像人脑一样将信息加工后发到地面控制室里，操作员可直接在显示屏上看见操作器的工作情况，并通过控制器和地面计算机控制操作器的下一步行动。 ⑤机械手的进一步发展是遥控操作器，它是带有“人造眼”——传真电视机的操作器与电子计算机联用，并由人进行控制的人机系统。 A.③②①⑤④ B.③①②⑤④
C.③⑤④②① D.③⑤④①② 3.下列各句运用的说明方法已在括号里标明，不正确的一项是（） A.最近我国研制的“银河”巨型计算机，每秒钟能进行10亿次运算，利用它可以解决那些要花费成千上万人的一生才能精确计算的极为复杂的问题。（举例子、列数字） B.目前，最好的电子计算机——巨型机比人脑要重上万倍，消耗的电能也要多上万倍，但它的“记忆”和“思考”能力却远不及人脑，可靠性也比人脑差得多。（做比较） C.尔后，一家公司造出了含1048000个信息单位的微型集成电路片，最近又有4兆个信息单位的储存芯片问世。（列数字） D.在德国法兰克福机场，一个名叫“全天候清洁工”的机器人为汉莎航空公司擦洗远航归来的飞机，它可以在两个小时之内把一架波音747大型客机擦洗得一干二净，这项工作原先由16个清洁工干上10个小时才能完成。（举例子、做比较、列数字、打比方） 二、课内精读 （一）阅读下文，完成4-7题。 电子计算机真是人类的伟大发明。在运算速度方面，它有着人所无法相比的优越性。最近我国制成的“银河”巨型计算机，每秒钟能进行10亿次运算，利用它可以解决那些要花费成千上万人的一生才能精确计算的极为复杂的问题。同时，也只有利用计算机才能控制各种快速运动的复杂系统。但是，在以计算机为核心的现代控制系统里，人仍然是最重要的环节，这是因为人体拥有一台世界上最完善的“天然计算机”——大脑。 人脑，大约只有1500克重，体积只有1500毫升左右，所需能量不到2.5瓦，但却有140亿到150亿个细胞，这个数目是全世界人口总数的3倍。目前，最好的电子计算机——巨型机比人脑要重上万倍，消耗的电能也要多上万倍，但它的“记忆”和“思考”能力却远不及人脑，可靠性也比人脑差得多。 人脑有很强的记忆力，并且善于思考。人类在解决问题时，能够联想和回忆，能够一边思索旧问题，一边解答新问题；遇到出乎意料的情况时，人能够随机应变，妥善处理，电子计算机就缺乏这种创造性思维。至于人脑能利用视、听、味、触等感觉器官的信息，综合地感知外界的复杂情况，做出相应的处理，更是电子计算机所望尘莫及的。 4.上述文字主要运用了哪几种说明方法，请举例说明。 5.谈谈你对“在以计算机为核心的现代控制系统里，人仍然是最重要的环节”这句话的理解。 6.请从以上文字中归纳人脑与电脑的区别。
实验四 加热炉温度串级控制系统 （实验地点：程控实验室，崇实楼407） 一、实验目的 1、熟悉串级控制系统的结构与特点。 2、掌握串级控制系统临界比例度参数整定方法。 3、研究一次、二次阶跃扰动对系统被控量的影响。 二、实验设备 1、MATLAB 软件， 2、PC 机 三、实验原理 工业加热炉温度串级控制系统如图4-1所示，以加热炉出口温度为主控参数，以炉膛温度为副参数构成串级控制系统。 图4-1 加热炉温度串级控制系统工艺流程图 图4-1中，主、副对象，即加热炉出口温度和炉膛温度特性传递函数分别为 主对象：;)130)(130()(18001++=-s s e s G s 副对象：2 1802)1)(110()(++=-s s e s G s 主控制器的传递函数为PI 或PID ，副控制器的传递函数为P 。对PI 控制器有 221111)(),/(, 1 11)(c c I c I I c I c c K s G T K K s K K s T K s G ==+=???? ? ?+= 采用串级控制设计主、副PID 控制器参数，并给出整定后系统的阶跃响应曲线和阶跃扰动响应曲线，说明不同控制方案控制效果的区别。 四、实验过程 串级控制系统的设计需要反复调整调节器参数进行实验，利用MATLAB 中的Simulink 进行仿真，可以方便、快捷地确定出调节器的参数。 1．建立加热炉温度串级控制系统的Simulink 模型 （图4-2） 在MATLAB 环境中建立Simulink 模型如下：)(01s G 为主被控对象，)(02s G 为副被控对象，Step 为系统的输入，c 为系统的输出，q1为一次阶跃扰动，q2为二次阶跃扰动，可以用示波器观察输出波形。PID1为主控制器，双击PID 控制器可设置参数：（PID 模块在
串级控制系统的原理及设计中应注意的问题 摘要：介绍了串级控制系统的基本原理，性能和设计中应注意的几个问题。 关键词：内环；外环；增益；时间常数；对象；共振现象；积分饱和现象。 1、概述 1.1串级控制系统介绍 单回路控制系统只用一个调节器,调节器只有一个输入信号,即只有一个闭环,在大多数情况下，这种简单系统能够满足工艺生产的要求。但是也有一些另外的情况,譬如调节对象的动态特性决定了它很难控制,而工艺对调节质量的要求又很高;或者对调节对象的控制任务要求特殊,则单回路控制系统就无能为力了。另外,随着生产过程向着大型、连续和强化方向发展,对操作条件要求更加严格,参数间相互关系更加复杂,对控制系统的精度和功能提出许多新的要求,为此,需要在单回路的基础上,采取其他措施,组成复杂控制系统。串级控制是改善调节过程的一种极为有效的方法,并且在实际中得到了广泛的应用。我厂的生产过程自动控制系统中，串级控制系统是应用最为广泛的复杂控制系统。 1.2 （简单控制系统） 图1.1是精馏塔底部示意图,在再沸器中,用蒸汽加热塔釜液产生蒸汽,然后在塔釜中与下降物料流进行传质传热。为了保证生产过程顺利进行,需要把提馏段温度t保持恒定。为此，在蒸汽管路上装一个调节阀，用它来控制加热蒸汽流量。从调节阀动作到温度t发生变化，需要相继通过很多热容积。实践证明，加热蒸汽压力的波动对温度t的影响很大。此外，还有来自液相加料方面的各种扰动，包括他的流量、温度和组分等，它们通过提馏段的传质传热过程，以及再沸器中的传热条件（塔釜温度、再沸器液面等），最后也影响到温度t。当加热蒸汽压力较大时，如果采用图1.1所示的简单控制系统，调节质量一般都不能满足生产要求。如果采用一个附加的蒸汽压力控制系统，把蒸汽压力的干扰克服在入塔前，这样也提高了温度调节的品质，但这样就需要增加一只调节阀并增加了蒸汽管路的压力损失，在经济上很不合理。 比较好的方法是采用串级控制，如图1.2所示。
《现代交通控制系统》课程复习重点 本门课程的复习重点如下： 一、虚拟闭塞、移动闭塞的概念；移动闭塞技术年的优势。 答：1、虚拟闭塞是准移动闭塞的一种特殊方式，它不设轨道占用检查设备，采取无线定位方式来实现列车定位和占用轨道的检查功能，闭塞分区是以计算机技术虚拟设定的。 2、列车间的最小运行间隔距离由列车在线路上的实际运行位置和运行状态确定，闭塞区间随着列车的行驶，不断地移动和调整，故称为移动闭塞。 3、移动闭塞具有如下优势： （1）可实现双向、连续通信，且信息量大 （2）进一步缩短行车间隔，提高载客量 （3）工作稳定性不受环境影响 （4）建设和维护费用低 （5）节能 （6）可靠性高 二、自动导向交通系统定义。 答：自动导向交通系统是一种狭义的新交通系统。通常把由电气牵引，具有特殊导向，计算机控制，自动驾驶的胶轮车辆单车或数量编组，运行在专用轨道梁上的中运量运输系统，称为新交通系统。 三、城市轨道交通运行控制系统的定义及作用。 答：城市轨道交通运行控制系统是指用于控制、监督、执行和保障城市轨道交通列车运行安全，以轨道交通信号控制技术和通信技术为基础发展起来的集列车运行控制、行车指挥、设备监测和信息管理为一体的综合控制系统。 作用；城市轨道交通运行控制系统除了保证行车安全、提高运行效率、缩短行车间隔外，还起到促进管理现代化、提高综合运力和服务质量的作用。
四、城市轨道交通信号系统组成及作用；叙述现代城市轨道交通信号系统的发展趋势。 答：组成及作用：城市轨道交通信号系统通常由列车运行自动控制ATC ( Automatic Train Con - trol ）系统和联锁IS （Interlocking System ）设备两大部分组成。用于列车运行控制、行车调度指挥、信息管理和设备维护等，是一个高效的综合自动化系统。 发展趋势：通信信号一体化是现代城市轨道交通信号系统的重要发展趋势，信号技术发展所依托的新技术如网络技术与通信技术的技术标准是一致的，属于技术发展前沿科学，为通信信号一体化提供了理论和技术基础。随着当代城市轨道交通的发展，通信信号系统发生了重大变化，车站、区间、列车控制以及行车调度指挥自动化的一体化，通信信号系统的相互融合，冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。通信技术与控制技术的结合重新规划了城市轨道交通信号系统的结构与组成，为列车运行控制的未来发展开辟了新的空间。目前，基于通信的列车运行控制（CBTC ）系统代表着未来城市轨道交通运行控制的发展趋势。 五、请对北京地铁10 号线进行简要描述。 答：北京地铁10 号线是一条由西北至东南的轨道交通半环线，线路全长犯．945 km ，其中地下线32 . 095 km ，路堑及地面线0 . 85 km 。全线共设车站28 座，其中地面站 1 座，地下站27 座。地铁10 号线一期包含奥运支线工程，全部是地下工程。奥运支线全长 5 . 91 km ，共设 4 座车站，南起熊猫环岛，北至奥体森林公园。 六、常用的测速方法，叙述.多普勒雷达测速的原理。 答：常用的测速方法有以下三种：测速发电机、．脉冲速度传感器、多普勒雷达 多普勒雷达测速是利用多普勒效应测量列车的运行速度。在车头位置安装多普
现代控制系统（十一版） 第一章控制系统导论 1、实现高效的设计过程的主要途径是参数分析和优化。 参数分析的基础是：（1）辨识关键参数；（2）构建整个系统；（3）评估系统满足需求的程度。这三步是一个循环迭代的过程。一旦确定了关键参数，构建了整个系统，设计师就可以在此基础上优化参数。设计师总是尽力辨识确认有限的关键参数，并加以调整。 2、控制系统设计流程（重要） ①确定控制目标和受控变量，并初步定义（确定）系统性能指标设计要求和初步配置结构； ②系统定义和建模； ③控制系统设计，全系统集成的仿真和分析。（控制精度要求决定了测量受控变量的传感器选型）； ④设计规范/设计要求规定了闭环系统应该达到的性能，通常包括：（1）抗干扰能力；（2）对指令的响应能力；（3）产生使用执行机构驱动信号的能力；（4）灵敏度；（5）鲁棒性等方面的要求。 ⑤首要任务：设计出能够达到预期控制性能的系统机构配置（传感器、受控对象、执行机构和控制器）。其中执行机构的选择与受控对象和变量有关，控制器通常包含一个求和放大器（框图中的比较器），用于将预期响应与实际响应进行比较，然后将偏差信号送入
另一个放大器。 ⑥调节系统参数，以便获得所期望的系统性能。 ⑦设计完成之后，由于控制器通常以硬件的形态实现，还会出现各硬件之相互干扰的现象。进行系统集成时，控制系统设计必须考虑的诸多问题，充满了各种挑战。 3、分析研究动态系统的步骤为： ①定义系统及其元件； ②确定必要的假设条件并推导出数学模型； ③列写描述该模型的微分方程； ④求解方程（组），得到所求输出变量的解； ⑤检查假设条件和多得到的解； ⑥有必要，重新分析和设计系统。 4、中英文术语和概念 Automation 自动化 Closed-loop feedback control system 闭环反馈控制系统Complexity of design 设计的复杂性 Control system 控制系统 Design 设计 Design gap 设计差异 Engineering design 工程设计 Feedback signal 反馈信号
经典的闭环控制系统方框图12例 闭环电子控制系统：由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，又称反馈控制系统。 基于反馈原理建立的自动控制系统。所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。 闭环电子控制系统必须符合两个条件： （一）它的核心是电子技术； （二）有反馈。反方把人划入控制系统，这个控制系统的核心就不单单是电子技术，故不能称为闭环电子控制系统。但因为存在反馈，可称为闭环控制系统。 同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。但反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。为提高控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同时采用按扰动的控制（即前馈控制）作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。 闭环控制系统框图 给定量
一、家用压力锅工作原理 二、投篮 三、供水水箱的水位自动控制系统 给定量 被控量 给定量
四、加热炉的温度自动控制系统 五、抽水马桶的自动控制系统 六、花房温度控制系统 被控量 给定量 被控量 给定量 被控量 给定量
七、夏天房间温度控制系统 八、家用电饭锅保温控制系统 九、家用电冰箱温度控制系统 给定量 被控量 房内实给定量 被控量 控制量 给定量 被控量 控制量
十、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统 十一、粮库温、湿度自动控制系统 十二、自动保温电热水壶控制系统 被控量 给定量 被控量 冰箱实 给定量 被控量 粮库内 给定量（设定控制量
电气自动控制系统作业及答案题号:1题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容： 生产机械要求的电动机的最高转速与最低转速之比是（） 选项： a、静差率 b、调速范围 c、超调量 d、转差率 题号:2题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容： H型双极式可逆PWM变换器需（）
选项： a、四个晶体管 b三个晶体管 c、两个晶体管 d、一个晶体管 题号:3题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容： 电枢可逆线路中需（）选项： a、三组晶闸管 b、两纟组晶闸管 c、一组晶闸管 d、手动开关 题号:4题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容： 门极触发电压的正反可控制晶闸管导通和关断的是（） 选项： a、逆导晶闸管 b、双向晶闸管 c、可关断晶闸管
d、普通晶闸管 题号:5题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5 内容： 两组晶闸管装置反联的可逆线路可以使电动机运行在（） 选项： a、一，二象限 b、一~，三象限 c、二，三象限 d、一，四象限 题号:6题型:单选题（请在以下几个选项中选 择唯一正确答案）本题分数:5 内容： 单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角a 的移相范围是（） 选项： a、0°?90° b、0°?180° c、90° ?180° d、180°?360° 题号:7题型:单选题（请在以下几个选项中选
择唯一正确答案）本题分数:5 内容： 在交流调速系统中，降电压调速是属于（）选项： a、转差功率消耗型调速 b、转差功率回馈型调速 c、转差功率不变型调速 题号:8题型:多选题（请在复选框中打勾，在以下几个选项中选择正确答案，答案可以是多个）本题分数:5 内容： 直流传动技术的供电方式有（） 选项： a、变流机组供电 b变频装置供电 c、水银整流供电 d、晶闸管供电 题号:9题型:多选题（请在复选框中打勾，在以下几个选项中选择正确答案，答案可以是多个）本题分数:5 内容： 晶闸管电极有（）选项：
1．什么叫串级控制系统?画出一般串级控制系统的典型方块图。 答：串级控制系统是由其结构上的特征而得名的。它是由主、副两个控制器串接工作的。 主控制器的输出作为副控制器的给定值，副控制器的输出去操纵控制阀，以实现对变量的定值控制。 2．串级控制系统有哪些特点?主要使用在哪些场合? 答串级控制系统的主要特点为： (1)在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统； (2)系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量} (3)由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响； (4)系统对负荷改变时有一定的自适应能力。 串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。 3．串级控制系统中主、剧变量应如何选择? 答主变量的选择原则与简单控制系统中被控变量的选择原则是一样的。 副变量的选择原则是：． (1)主、副变量间应有一定的内在联系，副变量的变化应在很大程度上能影响主变量的变化； (2)通过对副变量的选择，使所构成的副回路能包含系统的主要干扰； (3)在可能的情况下，应使副回路包含更多的主要干扰，但副变量又不能离主变量太近； (4)副变量的选择应考虑到主、副对象时间常数的匹配，以防“共振”的发生 4．为什么说串级控制系统中的主回路是定值控制系统，而副回路是随动控制系统? 答串级控制系统的目的是为了更好地稳定主变量，使之等于给定值，而主变量就是主回路的输出，所以说主回路是定值控制系统。副回路的输出是副变量，副回路的给定值是主控制器的输出，所以在串级控制系统中，副变量不是要求不变的，而是要求随主控制器的输出变化而变化，因此是一个随动控制系统。 5．怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律?
要做的实验项目是：实验一单容自衡水箱液位特性测试实验实验二单容液位定值控制系统实验实验三双容（串联）水箱特性的测试实验实验四双容（串联）水箱液位定值控制系统实验实验五双容（串联）液位串级控制系统实验实验六前 馈-反馈控制系统实验 第四章串级控制系统实验 第一节串级控制系统概述 一、串级控制系统的概述 图4-1是串级控制系统的方框图。该系统有主、副两个控制回路，主、副调节器相串联工作，其中主调节器有自己独立的给定值R，它的输出m1作为副调节器的给定值，副调节器的输出m2控制执行器，以改变主参数C1。 图4-1 串级控制系统方框图 R-主参数的给定值； C1-被控的主参数； C2-副参数； f1(t)-作用在主对象上的扰动； f2(t)-作用在副对象上的扰动。 二、串级控制系统的特点 串级控制系统及其副回路对系统控制质量的影响已在有关课程中介绍，在此将有关结论再简单归纳一下。 1．改善了过程的动态特性； 2．能及时克服进入副回路的各种二次扰动，提高了系统抗扰动能力； 3．提高了系统的鲁棒性； 4．具有一定的自适应能力。 三、主、副调节器控制规律的选择 在串级控制系统中，主、副调节器所起的作用是不同的。主调节器起定值控制作用，它的控制任务是使主参数等于给定值（无余差），故一般宜采用PI或PID调节器。由于副回路是一个随动系统，它的输出要求能快速、准确地复现主调节器输出信号的变化规律，对副参数的动态性能和余差无特殊的要求，因而副调节器可采用P或PI调节器。 四、主、副调节器正、反作用方式的选择 正如单回路控制系统设计中所述，要使一个过程控制系统能正常工作，系统必须采用负
反馈。对于串级控制系统来说，主、副调节器的正、反作用方式的选择原则是使整个系统构成负反馈系统，即其主通道各环节放大系数极性乘积必须为正值。 各环节的放大系数极性是这样规定的：当测量值增加，调节器输出也增加，则调节器的放大系数K c为负（即正作用调节器），反之，K c为正（即反作用调节器）；本装置所用电动调节阀的放大系数K v恒为正；当过程的输入增大时，即调节器开大，其输出也增大，则过程的放大系数K0为正，反之K0为负。 五、串级控制系统的整定方法 在工程实践中，串级控制系统常用的整定方法有以下三种： （一）逐步逼近法 所谓逐步逼近法，就是在主回路断开的情况下，按照单回路的整定方法求取副调节器的整定参数，然后将副调节器的参数设置在所求的数值上，使主回路闭合，按单回路整定方法求取主调节器的整定参数。而后，将主调节器参数设在所求得的数值上，再进行整定，求取第二次副调节器的整定参数值，然后再整定主调节器。依此类推，逐步逼近，直至满足质量指标要求为止。 （二）两步整定法 两步整定法就是第一步整定副调节器参数，第二步整定主调节器参数。 整定的具体步骤为： 1．在工况稳定，主回路闭合，主、副调节器都在纯比例作用条件下，主调节器的比例度置于100%，然后用单回路控制系统的衰减（如4：1）曲线法来整定副回路。记下相应的比例度δ2S和振荡周期T2S。 2．将副调节器的比例度置于所求得的δ2S值上，且把副回路作为主回路中的一个环节，用同样方法整定主回路，求取主回路的比例度δ1S和振荡周期T1S。 3．根据求取的δ1S、T1S和δ2S、T2S值，按单回路系统衰减曲线法整定公式计算主、副调节器的比例度δ、积分时间T I和微分时间T d的数值。 4．按“先副后主”，“先比例后积分最后微分”的整定程序，设置主、副调节器的参数，再观察过渡过程曲线，必要时进行适当调整，直到过程的动态品质达到满意为止。 （三）一步整定法 由于两步整定法要寻求两个4：1的衰减过程，这是一件很花时间的事。因而对两步整定法做了简化，提出了一步整定法。所谓一步整定法，就是根据经验先确定副调节器的参数，然后将副回路作为主回路的一个环节，按单回路反馈控制系统的整定方法整定主调节器的参数。 具体的整定步骤为： 1．在工况稳定，系统为纯比例作用的情况下，根据K02/δ2＝0.5这一关系式，通过副过程放大系数K02，求取副调节器的比例放大系数δ2或按经验选取，并将其设置在副调节器上。 2．按照单回路控制系统的任一种参数整定方法来整定主调节器的参数。 3．改变给定值，观察被控制量的响应曲线。根据主调节器放大系数K1和副调节器放大系数K2的匹配原理，适当调整调节器的参数，使主参数品质指标最佳。
《过程控制系统》思考题 1．什么叫串级控制系统？绘制其结构方框图。 串级控制系统是由两个控制器的串接组成，一个控制器的输出做为另一个控制器的设定值，两个控制器有各自独立的测量输入，有一个控制器的给定由外部设定。 2．与单回路控制系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？ 多了一个副回路，形成双闭环。特点：主控制器输出改变副控制器的设定值，故副回路构成的是随动系统，设定值是变化的。在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。 3．为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制扰动的能力？ ①副回路的快速作用，对于进入副回路的干扰快速地克服，减小了干扰对主变量的影响； ②引入副回路，改善了副对象的特性(减小副对象的相位滞后)，提高了主回路的响应速度，提高了干扰的抑制能力； ③副回路可以按照主回路的要求对副变量进行精确控制； ④串级系统提高了控制系统的鲁棒性。 4．串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则？ ①将主要干扰包括在副回路； ②副回路尽量包含多的干扰； ③为保证副回路的快速响应，副对象的滞后不能太长； ④为提高系统的鲁棒性，将具有非线性时变部分包含于副对象中； ⑤需要对流量实现精确的跟踪时，将流量选为副对象。 5．串级控制系统通常可用在哪些场合？ * 应用于容量滞后较大的过程 * 应用于纯时延较大的过程 * 应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程 * 应用于参数互相关联的过程 * 应用于非线性过程 6．前馈控制与反馈控制各有什么特点？绘制前馈控制系统结构方框图。 前馈：基于扰动来消除扰动对被控量的影响； ?动作“及时” ； ?只要系统中各环节是稳定的，则控制系统必然稳 定； ?具有指定性补偿的局限性；
在很多年之前我从来不认为学习是一件多么重要的事情，那个时候我混迹于人群之中，跟大多数的人一样，做着这个时代青少年该做的事情，一切都井井有条，只不过，我不知做这些是为了什么，只因大家都这样做，所以我只是随众而已，虽然考上了一个不错的大学，但，我的人生目标一直以来都比较混乱。 但是后来，对世界有了进一步了解之后，我忽而发现，自己真的不过是这浩渺宇宙中的苍茫一粟，而我自身的存在可能根本不能由我自己来把握。认识到个体的渺小之后，忽然有了争夺自己命运主导权的想法。所以走到这个阶段，我选择了考研，考研只不过是万千道路中的一条。不过我认为这是一条比较稳妥且便捷的道路。 而事到如今，我觉得我的选择是正确的，时隔一年之久，我终于涅槃重生得到了自己心仪院校抛来的橄榄枝。自此之后也算是有了自己的方向，终于不再浑浑噩噩，不再在时代的浪潮中随波逐流。 而这一年的时间对于像我这样一个懒惰、闲散的人来讲实在是太漫长、太难熬了。这期间我甚至想过不如放弃吧，得过且过又怎样呢，还不是一样活着。可是最终，我内心对于自身价值探索的念头还是占了上峰。我庆幸自己居然会有这样的觉悟，真是不枉我活了二十多个春秋。 在此写下我这一年来的心酸泪水供大家闲来翻阅，当然最重要的是，干货满满，包括备考经验，复习方法，复习资料，面试经验等等。所以篇幅会比较长，还望大家耐心读完，结尾处会附上我的学习资料供大家下载，希望会对各位有所帮助，也不枉我码了这么多字吧。 同济大学电子信息的初试科目为： （101）思想政治理论(201)英语一(301)数学一(408)计算机学科专业基础综
合或(824)通信原理或(825)自动控制原理 参考书目为： (408)计算机学科专业基础综合 《数据结构》严蔚敏清华大学出版社 《计算机组成原理》唐朔飞高等教育出版社 《计算机组成原理》白中英科学出版社 《计算机操作系统》（修订版）》汤子瀛西安电子科技大学出版社 《计算机网络（第五版）》谢希仁电子工业出版社 (824)通信原理 樊昌信.通信原理.北京：电子工业出版社,2010 (825)自动控制原理 《自动控制原理》（第六版）,胡寿松主编,科学出版社,2013.3 《现代控制系统》（英文影印版第十二版）,RichardC.Dorf,RobertH.Bishop,电子工业出版社,2012.7 《FoundationofModernControlTheory》，许维胜，朱劲，王中杰主编，同济大学出版社，2011 先介绍一下英语 单词部分：我个人认为不背的单词再怎么看视频也没用，背单词没捷径。你想又懒又快捷的提升单词量，没门。（仅供个人选择）我建议用木糖英语单词闪电版，一天200个，用艾宾浩斯曲线一个月能记完，每天记单词需要1小时（还是蛮痛苦的，但总比看真题时啥也看不懂要舒服多）。好处在于是剔除了初高中的简单词，只剩下考研的必考词，能迅速让你上手真题。背单词要一直从3-4
目录 1设计要求及分析 (1) 2被控对象分析 (2) 3系统设计过程分析 (4) 3.1方案论证 (4) 3.2 串级控制系统 (4) 3.3 测量环节 (8) 3.3.1 温度传感器 (8) 3.3.2 温度变送器 (9) 3.4 控制器 (10) 3.5 执行器 (12) 4小结 (15) 参考文献 (16)
1设计要求及分析 这次是要进行设计一个加热器出口水温控制系统，要求学习调节仪表与过程控制、传感与检测技术、单片机原理及应用、电子电路等知识。主要涉及的知识有控制理论、检测理论与方法。而主要采用的工具MATLAB、PROTEL、AUTOCAD等。 所要设计的被控对象为加热器，针对它的相关特性，和在实际应用中的工艺要求及特性，来确定控制被控对象，实现控制加热器出口水温的系统的类型。我们学过的如简单控制系统，复杂控制系统，其中包括串级控制系统、比例控制系统，均匀控制系统等。结合被控对象特性和各控制系统的适用范围去进行设计。 具体的设计任务可分为： 1、了解被控对象相关特性及工艺要求 2、设计系统实现方案 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书
2被控对象分析 被控对象为加热器。当前国内小型加热器一般分为两种类型，电加热式和燃油加热式。用油或者电都几乎不产生灰渣，二氧化硫、二氧化碳的排放量也极少，另外占用体积小。故在小型加热器中极少采用煤、气等其它燃料方式。电加热式以电源作动力，其效率较高、运行成本比燃油加热式略低，但体积比燃油加热式大，其适宜于宾馆及住宅等有稳定市电场所的集中供热用能。而燃油加热式可以满足大功率、野外作业的要求，而不会消耗过多的能源的形式。 我选用立式盘管燃油式加热器为例，由燃油供给系统、鼓风系统、燃烧器、加热管、控制系统等组成，它的材料选择、结构设计上具有独到的特点，具有体积小、效率高、启动快和安全可靠的优点。燃油式加热器原理图如图1所示 图1 燃油加热器工作原理图 此加热器加热水的工作原理可叙述如下： 盘管加热器的受热面是一组盘管。给水从加热器的底部进入内盘管，水沿内盘管螺旋上升至加热器上部，随即进外盘管，水沿外盘管螺旋下降至加热器底部。水在内外盘
自动化学报 AGTA AUTOMATICA SINICA 1999年 第25卷 第2期 Vol.25 No.2 1999 磁浮列车悬浮系统的串级控制1) 李云钢 常文森 摘 要 为了消除磁浮列车的轨道共振，必须设计鲁棒性较强的悬浮控制系统.将悬浮控制系统分解为电流环和悬浮子控制系统两个串行、解耦的子系统来考虑，并应用H∞控制理论设计了电流环控制器，用时域法设计了悬浮子系统的控制器，给出了所设计的控制器在一个单转向架磁浮列车上的悬浮试验结果. 关键词 磁浮列车，串级，电流环，H∞控制. CASCADE CONTROL OF AN EMS MAGLEV VEHICLE'S LEVITATION CONTROL SYSTEM LI Yungang CHANG Wensen (Depart. of Automatic Control, Changsha Institute of Technology, Changsha 410073) Abstract To eliminate guideway resonance vibration in an EMS maglev vehicle system, a robust levitation controller should be designed. This paper divides a maglev control system into two serial-connected de-coupled sub-systems:current loop sub-system and levitation subsystem. H∞control theory is applied to the design of current loop controller while the time-domain method is applied to the design of the levitation controller. Testing results of the designed controllers for a whole size single bogie EMS maglev vehicle is given. Key words EMS maglev vehicle, cascade control, current loop, H∞ control. 1 引言 常导吸力型磁浮列车的悬浮控制技术已相当成熟，特别是在结构上采用磁轮或模块等控制概念，十分巧妙地实现了多个电磁铁的悬浮控制之间的解耦，以致于由多个电磁铁共同悬浮的磁浮列车特性，主要取决于单个电磁铁(简称单铁)的控制特性.因此单铁控制系统的设计就变得十分关键了.如何使单铁控制系统有较满意的特性及较好的鲁棒性，至今仍是磁浮列车控制界比较关心的热点.特别是在我国这一工作还刚刚起步，这个问题的顺利解决将会十分有力地促进磁浮列车技术在我国的发展. 目前进行单铁的悬浮控制系统设计主要采用状态反馈法［1］.用这种方法，电磁铁的电流作为状态变量之一引入系统，和悬浮间隙以及电磁铁的加速度信号等一起起作用；因此，电流信号和其它信号之间会产生耦合，对电流的控制也不灵活、不方便.对电流信号的处理还有另一种方法，就是首先通过强电流反馈改善电磁铁的响应时间，
1引言 1.1 本课题的意义 城市交通控制系统主要是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它已经成为现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。因此，如何利用先进的信息技术改造城市交通系统已成为城市交通管理者的共识[1]。 高效的交通灯智能控制系统是解决城市交通问题的关键。随着经济的快速发展，城市中的车辆逐渐增多，交通拥挤和堵塞现象日趋严重，引起交通事故频发、环境污染加剧等一系列问题。本设计采用单片机控制，实现交通信号灯的智能控制。系统根据东西和南北两个方向的车辆情况，自动进行定时控制和智能控制方式的切换，当某一方向没有车辆时，系统会自动切换使另一方向车辆通行。当两个方向都有车辆时，按照定时控制方式通行。本设计与普通的交通信号控制系统相比，其优点是可根据路口情况的不同，对交通灯进行差异化控制，从而达到使道路更为通畅的目的，最大限度的缓解交通拥挤情况[2]。 交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口，其通行能力是解决城市交通问题的关键，而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化理论、技术的不断提高，国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[3]。 1.2 国内外发展状况 交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口，其通行能力是解决城市交通问题的关键，而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化理论、技术的不断提高，国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[4]。 国外现状 1 澳大利亚SCAT系统