本文關(guān)鍵詞：基于RTWT的自動控制實驗系統(tǒng)開發(fā)

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【摘要】：實驗教學(xué)是高等教育中工科專業(yè)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一。實驗條件是反應(yīng)高校教育教學(xué)水平的一項重要指標(biāo)。目前,自動化專業(yè)的《自動控制理論》課程實驗仍然是在傳統(tǒng)的模擬實驗箱上進行或是開設(shè)Matlab數(shù)字仿真實驗,可以滿足反饋控制理論部分的教學(xué)需要,但不涉及狀態(tài)反饋及其它的控制方法。初學(xué)者很難由此建立起工業(yè)控制系統(tǒng)直觀的概念,對于實際控制系統(tǒng)的構(gòu)成、控制系統(tǒng)中可能存在的問題以及各種控制理論的思想和方法如何應(yīng)用于解決這些問題不能真正理解,而且很難開展自主實驗,學(xué)生在實驗過程中參與度不高對于學(xué)生動手能力的鍛煉效果甚微。RTWT是基于Matlab/RTW的附加產(chǎn)品,采用實時內(nèi)核保證應(yīng)用程序?qū)崟r運行,與一臺PC機即可構(gòu)成半實物仿真系統(tǒng)。其成本低,平臺開放,且能夠充分利用Simulink仿真軟件的強大功能,自由往返于控制系統(tǒng)設(shè)計的各個階段。因此,本文設(shè)計了基于RTWT的自動控制半實物仿真教學(xué)實驗系統(tǒng)。設(shè)計的主要內(nèi)容有:結(jié)合實驗室現(xiàn)有的工控機、研祥數(shù)據(jù)采集卡、EL-AT-Ⅲ型模擬實驗箱、鍋爐等被控對象搭建了基于RTWT的半實物仿真實驗系統(tǒng)。設(shè)計采集卡與EL-AT-Ⅲ型模擬實驗箱、鍋爐等被控對象的連接電路;建立硬件驅(qū)動模塊庫、對象模型模塊庫;開發(fā)友好便捷、功能完善的GUI。在此基礎(chǔ)上進行自動控制基礎(chǔ)理論的實驗設(shè)計與實現(xiàn),給出每個實驗的設(shè)計方案和測試結(jié)果。最后將實驗系統(tǒng)用于復(fù)雜控制系統(tǒng)和先進控制算法的研究。設(shè)計了倒立擺控制系統(tǒng)的實驗,針對擺角控制設(shè)計了離散和連續(xù)論域的模糊控制器;搭建了以實際鍋爐為對象的壓力控制實驗系統(tǒng),設(shè)計了模糊和內(nèi)模PID控制器。該系統(tǒng)很好地解決了《自動控制理論》課程實驗中存在的問題,且圖形界面直觀、簡潔。測試結(jié)果表明:系統(tǒng)運行可靠性高、開放性好,便于開設(shè)自主實驗項目。
【關(guān)鍵詞】：RTWT 半實物仿真 自動控制實驗系統(tǒng) GUI 復(fù)雜控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP13-4;G642
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外的研究概況10-13
• 1.2.1 控制理論教學(xué)實驗系統(tǒng)的研究概況10-11
• 1.2.2 半實物仿真技術(shù)的研究概況11-13
• 1.3 論文內(nèi)容安排13-15
• 第二章 基于RTWT的半實物仿真實驗系統(tǒng)總體方案設(shè)計15-29
• 2.1 系統(tǒng)的總體架構(gòu)15-16
• 2.2 RTWT實時仿真的實現(xiàn)16-23
• 2.2.1 Matlab/RTWT實時仿真環(huán)境17-20
• 2.2.2 實時仿真的實現(xiàn)過程20-23
• 2.3 實驗系統(tǒng)模塊庫的建立23-26
• 2.3.1 C MEX S-函數(shù)的編寫23-25
• 2.3.2 模塊庫的建立25-26
• 2.4 控制算法的實現(xiàn)方法26-27
• 2.5 實驗系統(tǒng)的實驗內(nèi)容體系27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 人機界面的設(shè)計29-37
• 3.1 Matlab GUI簡介29-31
• 3.2 GUI界面設(shè)計31-33
• 3.2.1 GUI界面功能需求分析31
• 3.2.2 GUI界面總體設(shè)計31-33
• 3.3 程序的設(shè)計33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第四章 基于RTWT的自動控制原理實驗設(shè)計與實現(xiàn)37-57
• 4.1 控制系統(tǒng)的分析實驗設(shè)計與實現(xiàn)37-46
• 4.1.1 控制系統(tǒng)的時域分析38-42
• 4.1.2 控制系統(tǒng)的頻域分析42-44
• 4.1.3 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析44-46
• 4.2 控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正實驗設(shè)計與實現(xiàn)46-49
• 4.3 非線性控制系統(tǒng)實驗設(shè)計與實現(xiàn)49-52
• 4.4 帶狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋實驗設(shè)計與實現(xiàn)52-55
• 4.5 小結(jié)55-57
• 第五章 其它復(fù)雜控制系統(tǒng)實驗設(shè)計與實現(xiàn)57-69
• 5.1 倒立擺控制系統(tǒng)57-61
• 5.1.1 一級倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型57-58
• 5.1.2 連續(xù)論域模糊控制器的設(shè)計與實現(xiàn)58-60
• 5.1.3 離散論域模糊控制器的設(shè)計與實現(xiàn)60-61
• 5.2 鍋爐壓力控制系統(tǒng)61-68
• 5.2.1 RTWT環(huán)境下鍋爐壓力控制系統(tǒng)的構(gòu)建61-63
• 5.2.2 鍋爐壓力系統(tǒng)模糊控制器的設(shè)計與實現(xiàn)63-67
• 5.2.3 鍋爐壓力系統(tǒng)內(nèi)模PID控制器的設(shè)計與實現(xiàn)67-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 論文總結(jié)69
• 6.2 對進一步工作的展望69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-77
• 附錄77-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄79-80

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1 張聚;謝碧鋒;李敏;鄒向琪;;一種新的半實物仿真方法及應(yīng)用[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

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8 李q，

本文編號：936768