SISO设计器

SIS 设计中应注意的几个问题摘要: 在SIS设计中,回路设计的基本原则; 可用性和安全性及其关注的重点.关键词:SIS,可用性,安全性,硬件容错能力1．什么是安全仪表系统(SIS)根据IEC 61511的定义，安全仪表系统是指实现一个或者多个安全仪表功能（Safety Instrument Function)的仪表系统，它通常由传感器，逻辑运算器和执行元件组成。

所谓的安全仪表功能，类似于我们传统说法上的安全仪表回路。

一个安全仪表功能由5个要素组成：传感器，逻辑运算器，执行元件，安全完整性等级（SIL）和响应时间。

图1 安全仪表回路图说明：1．L液面超高-L1接点闭合-Z带电。

2．Z1常闭接点打开，S线圈断电。

3．S电磁阀切断，往调节阀膜头的控制信号调节阀切断工艺进料，完成联锁保护作用。

4．K起：按钮开关：起动联锁保护回路兼有复位作用。

5．K介：起人工强制起动联锁保护作用。

6．K旁：旁路联锁保护作用，用于开车或检修联锁信号仪表。

图2 SIS逻辑图如图1所示，这是一个容器A液位控制的安全仪表功能。

对这个安全仪表功能完整的描述是：当容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器（图2）使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号，使调节阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成，安全等级必须达到SIL2。

这是一个安全仪表功能的完整描述，而所谓的安全仪表系统，则是类似一个或多个这样的安全仪表功能的集合。

2．SIS设计原则安全仪表系统的主要作用是在工艺生产过程发生危险故障时将其自动或手动带回到预先设计的安全状态，以确保工艺装置的生产的安全，避免重大人身伤害及重大设备损坏事故。

在安全仪表系统的设计过程中，IEC 61508，IEC 61511提供了极好的国际通用技术规范和参考资料。

IEC于2000年5月发布了IEC 61508标准，2003年1月颁布IEC 61511标准。

这两个标准有很密切的关系，IEC 61508标准是综合性基础标准，主要为装置的制造商和供应商使用，IEC 61511可以说是IEC 61508的延续，主要针对具体的仪器仪表设计者和用户使用。

实验一 MATLAB基础实验目的：1、熟悉MATLAB的操作环境；2、掌握MATLAB的基本运算指令。

实验内容：MATLAB的启动和退出方法，各菜单项的功能；MA TLAB的部分基本运算指令。

实验题目：1、自拟题目验证矩阵的生成、运算、翻转指令。

2、求解线性方程组AX=B。

1 1.52 9 7 30 3.6 0.5 -4 4 -4其中A= 7 10 -3 22 33 ，B= 203 7 8.5 21 6 53 8 0 90 -20 163、求方程 x^4+7x^3 +9x-20=0的全部根。

实验二 MATLAB程序设计实验目的：掌握MA TLAB的编程方法，命令窗口的数据输入和数据输出方法，控制程序流程的常用指令及其结构，以及函数文件的调用。

实验内容：1 M文件编辑器界面如下：要求：1）简单程序的编写与运行。

（自己找实例：程序M文件与函数M文件）2）熟练掌握各种程序控制语句。

循环语句：for循环，while循环条件语句：if else elseif分支语句：switchcontinue和break语句3）通过实际程序编制及执行，深入理解程序M文件与函数M文件的区别。

2 MA TLAB程序的编写。

input函数：用于向计算机输入一个参数。

pause函数：暂停程序的执行。

disp函数：命令窗口输出函数。

实验题目：1.求1～100的和。

2.求n的阶乘。

3.输入20个数，求其中最大数和最小数。

要求用循环结构输入数据，然后调用MA TLAB的max函数、min函数来实现。

(strcat是实现字符串串联的命令)4. Fibonacci数列(1.1.2.3.5.8.13…），就是数列中从第三项开始，任意一个数都是它前两数之和的数列。

要求：编制程序，使得运行程序后，输入大于2的数n就可以输出Fibonacci数列的前n项。

实验三MATLAB的绘图功能实验目的：掌握Matlab的图形处理功能，学会使用二维、三维图形绘制函数。

课题：串联超前—滞后校正装置（二）专业：电气工程及其自动化班级： 2011级三班姓名：居鼎一（20110073）王松（20110078）翟凯悦（20110072）陈程（20110075）刘帅宏（20110090）邓原野（20110081）指导教师：毛盼娣设计日期：2013年12月2日成绩：重庆大学城市科技学院电气信息学院目录一、设计目的-------------------------------------------------------------1二、设计要求-------------------------------------------------------------1三、实现过程-------------------------------------------------------------33.1系统概述-------------------------------------------------------- 33.1.1设计原理------------------------------------------------- 33.1.2设计步骤------------------------------------------------- 43.2设计与分析----------------------------------------------------- 53.2.1校正前参数确定--------------------------------------- 53.2.2确定校正网络的传递函数--------------------------- 53.2.3 理论系统校正后系统的传递函数和BODE 图-- 73.2.4系统软件仿真------------------------------------------ 8四、总结------------------------------------------------------------------15五、参考文献-------------------------------------------------------------16自动控制原理课程设计报告一、设计目的（1）掌握控制系统设计与校正的步骤和方法。

0引言直流电动机由于调速性能好，在许多调速性能要求较高的场合，得到了广泛使用。

而调速系统的设计在经典控制系统中常用的设计方法：频率法和根轨迹法，是一种“分析和图解”的方法，在具体设计补偿器的过程可以看成是一种试凑和循环的过程。

根据系统的性能指示要求，加入适当的补偿器，反复调整补偿的参数直到系统满足要求为止。

在这个过程中，往往涉及到各种方法的绘图和复杂的计算，以往人们需要花很多时间和精力在绘图和计算上，而且常常达不到预期效果。

后来逐渐利用计算机采用Basic 、Fortran 、Pascal 和C 高级语言编程进行控制系统计算机辅助设计，但编制与测试程序花费很多的时间，又难以得到满意效果。

MATLAB 是目前控制系统计算机辅助设计中实用有效的工具之一，M ATLAB 控制系统工具箱提供了一个图形用户界面的SISO 设计工具(SisoDesign Too1)，SISO 设计工具为SISO(单输人单输出)线性系统的补偿器的设计和分析提供了一个交互式环境。

引入对象的模型后就能自动显示根轨迹图和伯德图，用鼠标可以直接对屏幕上的对象进行操作，如：加入补偿器(compensator)，加入积分器(integrator)，在根轨迹图或伯德图上拖动补偿器的零、极点等，则在与sisotool 动态连接的可视分析工具LTIviewer 上可以立刻显示出设计结果。

设计者可以一边看闭环响应，一边调整补偿器的参数，直到设计出满足要求的补偿器为止。

本文就采用该可视工具，通过鼠标的操作，直观、方便、高效地设计出高性能的补偿器，并对控制系统进行了仿真与分析。

1直流电动机的数学模型图1是标准直流电动机的等效电路图[1]。

设电机的初始条件为零，考虑周围的干扰为稳定状态。

由此可得出直流电机的微分方程（1）（2）对上两式进行Laplace 变换并整理可得假如电机的负载为常数，因为只需考虑电机转动的角速度，可得简化框图[2]。

如图2所示。

学号天津城建大学电子系统综合设计设计说明书基于matlab的单输入单输出信道模型仿真起止日期：2013 年12 月23 日至2014 年1 月17 日学生姓名班级电信1班成绩指导教师(签字)计算机与信息工程学院2014年1月17日天津城建大学课程设计任务书2013 —2014学年第一学期计算机与信息工程学院电子信息工程专业 1 班级课程设计名称：电子系统综合设计设计题目基于matlab的单输入单输出信道模型仿真完成期限：自2013 年12 月23 日至2014 年 1 月17 日共 4 周设计依据、要求及主要内容：1、设计依据：采用matlab仿真软件，实现对于宽带通信系统中双选择信道模型中，单输入单输出天线的信道模型仿真。

2、要求及主要内容：1）熟练使用matlab软件；2）理解信道模型仿真，在整个通信系统设计中的重要性；3）采用单输入单输出的信道模型；4）通过改变不同的障碍物，得到不同的信道模型。

5）并对不同模型进行比较指导教师（签字）：系主任（签字）：批准日期：2013 年12月19 日目录第一章基本原理和设计思路 (1)1.1 OFDM (1)1.2 信道模型 (1)1.2.1 加性高斯白噪声信道 (1)1.2.2 瑞利多路径衰落信道 (2)1.2.3稀疏信道 (2)1.3 信道容量 (3)1.4 算法-傅里叶变换 (3)1.5 设计思路 (4)第二章设计实现 (5)2.1 Matlab简介 (5)2.2 参数设置 (5)2.2.1 输入单位脉冲信号设置 (5)2.2.2 稀疏信道参数设计 (5)2.3 SISO仿真 (6)第三章仿真结果及分析 (7)3.1 三维立体模型图 (7)3.2 仿真结果及分析 (8)3.3 与其他信道模型的比较 (8)第四章课设总结 (9)参考文献 (10)附录：源程序 (11)第一章 基本原理和设计思路1.1 OFDMOFDM ，即正交频分复用技术，是一种多载波调制技术。