自動控制原理及系統(tǒng)實驗實訓教程

前言

生產(chǎn)過程是指物料經(jīng)過若干加工步驟而成為產(chǎn)品的過程，該過程通常會發(fā)生物理化學反應(yīng)、物質(zhì)能量的轉(zhuǎn)換與傳遞等。要保證工藝流程的正常運行，要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，就必須對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視和控制。過程控制的任務(wù)是在充分了解生產(chǎn)過程的工藝流程和動靜態(tài)特性的基礎(chǔ)上，應(yīng)用理論對系統(tǒng)進行分析和綜合，以生產(chǎn)過程物流變化信息量作為被控量，選用適宜的技術(shù)手段，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的控制目標——安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。分析和設(shè)計自動控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是自動控制原理?！白詣涌刂圃怼笔亲詣踊悓I(yè)的職業(yè)基礎(chǔ)核心課程，是先修職業(yè)基礎(chǔ)課和后續(xù)職業(yè)技能課的橋梁與紐帶；“過程控制系統(tǒng)”是自動化類專業(yè)的職業(yè)技能核心課程。加強實訓、實習基地建設(shè)是高等職業(yè)院校改善辦學條件、彰顯辦學特色、提高教學質(zhì)量的重點。結(jié)合生產(chǎn)過程自動化技術(shù)的特點和要求，我們先后建設(shè)了過程控制系統(tǒng)實驗實訓室、自控原理實驗室、自動化綜合實訓基地等，基本滿足了專業(yè)教學對實驗、實訓條件的需求。本書是結(jié)合“自動控制原理”、“過程控制系統(tǒng)”等課程的教學改革要求與實踐而編寫的，旨在培養(yǎng)學生的職業(yè)能力，提高學生實際動手能力。本書由太原電力高等?？茖W校降愛琴（第1章、第4章）、郝秀芳（第2章）、陳鳳蘭（第3章）編寫，由上海電力學院楊平教授主審，楊平教授認真審閱了書稿，提出了許多寶貴意見，在此向他表示誠摯的感謝。在本書編寫過程中，太原電力高等?？茖W校自動化教研室的老師們、相關(guān)實驗實訓設(shè)備制造廠家給予了大力幫助和支持，在此一并致以衷心感謝。由于作者水平有限，書中的不足與紕漏之處在所難免，真誠希望讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書為普通高等教育實驗實訓規(guī)劃教材（電力技術(shù)類）。    本書共分4章，主要包括基于模擬電路型實驗臺的自動控制原理實驗、微型鍋爐過程控制實驗裝置與實訓項目、基于MATLAB實時控制的液位控制實驗裝置及實訓項目、基于Simulink動態(tài)仿真平臺的控制系統(tǒng)實訓項目。通過本書的學習使學生能夠進一步加深對控制原理及控制系統(tǒng)知識的理解和把握，提高學生實際動手能力。    本書可作為高職院校電力技術(shù)類、能源類等相關(guān)專業(yè)的實驗實訓教材，也可作為從事相關(guān)控制工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

前言第1章　基于模擬電路型實驗臺的自動控制原理實驗  1.1　實驗裝置簡介  1.2　實驗項目    實驗一  典型環(huán)節(jié)及其階躍響應(yīng)    實驗二  二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)    實驗三  控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析    實驗四  系統(tǒng)頻率特性測量實驗    實驗五  連續(xù)系統(tǒng)串聯(lián)校正    實驗六  數(shù)字PID控制實驗      實驗七  狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器    實驗八  解耦控制實驗      實驗九  采樣定理實驗  第2章　微型鍋爐過程控制實驗裝置與實訓項目　2.1　EFAT／P過程控制實驗裝置    2.1.1　概述    2.1.2　實驗裝置組成　2.2　EFAT／P系列過程控制智能儀表簡介    2.2.1　A1智能儀表顯示及操作    2.2.2　A1智能調(diào)節(jié)儀的自整定（AT）操作    2.2.3　智能儀表參數(shù)設(shè)置    2.2.4　智能調(diào)節(jié)儀面板接線端子功能    2.2.5　交流變頻調(diào)速裝置（MM420型）操作控制　2.3　上位機組態(tài)軟件的使用　2.4　EFAT／P過程控制實訓項目  　2.4.1　實訓要求及安全操作規(guī)程　  2.4.2　被控對象特性測試  　  項目一  單容水箱液位特性測試　    項目二  雙容水箱液位特性測試　  2.4.3　單回路控制系統(tǒng)  　  項目三  進水流量F1定值調(diào)節(jié)　    項目四  出水流量F2定值調(diào)節(jié) 　   項目五  出水壓力P2定值調(diào)節(jié)（VC2作執(zhí)行器）    　  項目六  出水壓力P2定值調(diào)節(jié)（VC1作執(zhí)行器）     　 項目七  鍋爐液位L2定值調(diào)節(jié)（以進水閥VC1作執(zhí)行器）      　項目八  鍋爐液位L2定值調(diào)節(jié)（以出水閥VC2作執(zhí)行器）      　項目九  水箱液位L1定值調(diào)節(jié)（以變頻器作進水流量執(zhí)行器）    　項目十  雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)    　項目十一　鍋爐內(nèi)膽靜止水溫T1定值調(diào)節(jié)    2.4.4　復(fù)雜控制系統(tǒng)　    項目十二　進水流量F1跟隨出水流量F2的定值調(diào)節(jié)  　　項目十三  出水流量F2作前饋的鍋爐液位調(diào)節(jié)   　 項目十四  鍋爐液位Le串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)第3章　基于MATLAB實時控制的液位控制實驗裝置及實訓項目    3.1　系統(tǒng)硬件設(shè)備  3.2　系統(tǒng)實控軟件  3.3　系統(tǒng)實訓項目    項目一　液位傳感器標定    項目二  對象特性測試      項目三  單回路PID控制      項目四  雙容液位串級控制系統(tǒng)第4章　基于Simulink動態(tài)仿真平臺的控制系統(tǒng)實訓項目  4.1　概述  4.2　實訓項目    項目一  典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)    項目二  二階環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)    項目三  求取控制對象的動態(tài)特性    項目四  控制對象的動態(tài)特性對控制質(zhì)量的影響    項目五  單回路控制系統(tǒng)整定    項目六  串級控制系統(tǒng)整定參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 基于模擬電路型實驗臺的自動控制原理實驗1.1 實驗裝置簡介“自動控制原理”是電氣自動化技術(shù)、機電一體化技術(shù)、計算機控制技術(shù)等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。學習該課程的目的是使學生掌握自動控制的基本原理和概念，并具備對自動控制系統(tǒng)進行分析、計算、實驗的初步能力，為后續(xù)專業(yè)課的學習和參加控制工程實踐打好理論基礎(chǔ)。自動控制原理的內(nèi)容包括自動控制的基本概念、控制系統(tǒng)數(shù)學描述方法、線性系統(tǒng)的時域分析與校正方法、根軌跡分析法、頻域分析與校正方法、線性離散系統(tǒng)的分析與校正方法。本章自動控制原理實驗是自動控制彈論課程的實踐教學內(nèi)容。通過實驗，可進一步熟悉掌握自動控制理論的基本概念、系統(tǒng)的分析和設(shè)計方法，能對系統(tǒng)進行校正并提出改善系統(tǒng)性能的方案。同時還可以學習和掌握系統(tǒng)模擬電路的構(gòu)成和測試技術(shù)，提高應(yīng)用計算機的能力及水平。本章自動控制原理實驗是以EL-AT-Ⅲ型自動控制實驗箱為基礎(chǔ)進行的。應(yīng)用EL-AT-Ⅲ型自動控制實驗系統(tǒng)，可通過對單元電路的靈活組合，構(gòu)造出各種形式和階次的模擬環(huán)節(jié)和控制系統(tǒng)，以使學生了解、觀測、研究所建系統(tǒng)的特性及運動規(guī)律。

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