PCS流量单元最小方差控制器性能评估
电信学院毕业设计任务书
题 目 PCS 流量单元最小方差控制器性能评估 学生姓名 班 级 学 号
题目类型 技术开发 指导教师 李二超 系主任 李炜
一、毕业设计的技术背景和设计依据
现代流程工业对控制系统的控制品质提出了严格的要求。然而，相关研究表明：在工业控制过程中，多达60%的控制回路由于控制策略失配、控制参数失调和生产工况变化等原因，长期工作在性能欠佳的状态。而发现并定位这些欠优化回路，仅靠人工进行工程试验很难达到经济、高效的要求，因此研究相关的理论和方法，实现对控制回路性能的实时自动检测和评价，显得尤为重要。
本实验室具有德国FESTO 公司研制生产的PCS 实验装置，集成了目前工业控制中较为典型的四种控制系统：液位控制、流量控制、压力控制、温度控制，分为四个独立站。在往届毕业设计中，开发了基于OPC 的PCS 平台独立单元控制算法，数据采集方便，利于控制器性能监控与评估的实施。单水箱的流量控制过去往往使用的是PID 控制，本次毕业设计引入最小方差控制器，来测试系统的控制精度和鲁棒性，比较两种控制器的性能。
二、毕业设计的任务
1、查阅相关科技文献，掌握控制、检测、通讯等技术要求；
2、利用OPC 进行通讯完成对流量单元的PID 和最小方差控制；
3、进行系统调试；
4、撰写毕业设计说明书；
5、完成指定内容的外文资料翻译。
三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标
1、毕业设计的主要内容
1）设计说明书正文主要内容要求
① PCS 流量单元控制工艺过程简介；
② 最小方差控制的原理和仿真；
③ MATLAB 利用OPC 进行通讯的实现过程；
④ 两种控制器的在线调节过程。
全文要求逻辑严密、条理清晰，文字流畅，理论联系实际，符合科技写作规范。
2）设计说明书装订及外文阅读翻译要求
毕业设计说明书由以下各部分组成，共100页左右，其顺序为：封面、前言、目录、中文摘要（约200字）和关键词（3-5个）、英文摘要（约200字）和关键词（3-5个）、正文、外文原文（2-3万字符）和译文、参考文献、设计总结、致谢、封底等。
2、设计实现的主要功能及技术指标
1）实现OPC 和MATLAB/Simulink的半实物仿真，突破硬件支持不力对MATLAB 实际应用的限制，为后续研究奠定基础。
2）MATLAB 下的最小方差控制算法通过OPC 在FESTO 流量单元控制的应用，提高控制精度和工艺质量，
3、其它需要说明的问题
设计过程要求
1) 根据设计题目要求，充分利用所学基础理论知识，自学所需的相关知识，提高知识的综合应用能力和创新能力；
2) 遵守学校有关毕业设计的规章制度；
3) 按时、独立、创新地完成设计任务。
四、毕业设计提交的成果
1、 开题报告（不少于3000字）
2、 设计说明书（约3万字左右）
3、中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词）
4、毕业设计简介（按13春教务处要求）
5、外文资料翻译（约5000汉字）
五、毕业设计的主要参考文献和技术资料
1、PCS 手册（英文版） FESTO
2、深入浅出西门子S7--300PLC 北京航空航天大学出版社
3、精通MATLAB6.5 张志涌 北京航空航天大学出版社
4、西门子S7—300手册 西门子公司
5、舒迪前. 预测控制系统及其应用. 北京: 机械工业出版社, 1996
6、金以慧, 方崇智. 过程控制. 北京: 清华大学出版社,2000
7、刘春雨, 王庆林. 控制性能评价与监控理论的研究进展. 火力与指挥控制,2009,34(4):1-5
8、张新颖, 金慰刚, 张建华, 白江斌. 基于最小方差准则的控制系统性能评价. 现代电
力,2006,23(6):73-75
9、傅若玮, 宋执环. 控制系统性能评估的研究现状与展望. 华中科技大学学报(自然科学版),2009,37(Z):226-229
六、毕业设计加选专题部分
七、毕业设计各阶段安排