摘要过程控制是自动化专业研究的一个重要方向，温度控制是过程控制系统中最常见的控制类型。由于温度对象时间常数较大，且大多具有纯延时，选择合适的控制方式和控制算法尤为重要。本文介绍了过程控制系统的基本组成，数学模型的建立方法及PID算法的基本原理。以实验室水箱、管路等设备为基础，设计温度控制系统方案，进行加热器、执行器的选型，构建温度检测、控制系统，实现单容水箱的水温控制。论文建立了温度过程的数学模型，对控制算法及控制参数进行研究，并利用MATLAB软件对脉冲响应、阶跃响应结果进行了分析。82889

毕业论文关键词  过程控制  温度控制系统  数学建模  PID算法

毕业设计说明书外文摘要

Title    Design and Algorithm Research of Single-tank Temperature  Control System 

Abstract Process control is an important research direction of automation，and the temperature control is the most common type of process control system。 Because of the large time constant of temperature object,and most of them have pure time delay,it is very important to select the appropriate control mode and control algorithm。 This paper introduces the basic components of the process system,the establishment of mathematical model and the basic principle of PID algorithm。 Based on the laboratory water tank,pipeline and other equipment,we designed temperature control system,selected the heater and the actuator,builded the temperature detection-control system to achieve water temperature control of a single-tank。 In the paper,a mathematical model of the temperature process was established, control algorithm and control parameters are researched,impulse response and step response of the system are analyzed by using MATLAB software。

Keywords  Process Control  Temperature Control System  mathematical modeling  PID Algorithm

目   次

1  绪论 1

1。1  课题研究背景及意义 1

1。2  过程控制的发展概况 1

1。3  国内外研究现状 2

1。4  本文主要研究内容 3

2  水箱温度控制系统设计 4

2。1  过程控制系统组成及特点 4

2。2  温度控制系统方案设计 4

2。3  主要过程控制器件选型及技术参数 5

2。4  工程安装及控制过程描述 9

3  单容水箱温度过程建模 10

3。1  建模基本理论 10

3。1。1  数学模型 10

3。1。2  建模方法 10

3。2  建立单容水箱温度系统模型 14

4  温度定值控制系统设计 17

4。1  PID控制算法 17

4。1。1  PID控制基本原理 17

4。1。2  PID算法参数整定 18

4。2  软件系统设计 18

4。3  算法研究 21

4。3。1  逻辑控制 21