【文章內(nèi)容簡介】 進程狀態(tài)，遠程啟、停進程，遠程上傳、下載工程應用或更新程序組件。 流量控制系統(tǒng)的設計與仿真 5 圖 力控進程管理界面 報警、事件處理： 強大的分布式報警、事件處理，支持報警、事件網(wǎng)絡數(shù)據(jù)斷線存儲，恢復功。功能強大的、開放的過程可視化 監(jiān)控平臺 。 報表生成器： 提供豐富的報表操作函數(shù)集、支持復雜 腳本 控制，包括：腳本調(diào)用和事件腳本。兼容 Excel 工作表 文件，提供類 Excel 的絕大部分功能，包括：編輯功能、計算功能、圖表功能等。支持圖表顯示自動刷新，可輸出多種文件格式： Excel、TXT、 PDF、 HTML、 CSV 等。可實現(xiàn)多層表頭，可以實現(xiàn)報表嵌套，可以制作復雜的報表格式。具備打印、 打印預覽 、 頁眉 頁腳 打印功能。 報表 實時數(shù)據(jù)庫 和各種關系數(shù)據(jù)庫，可顯示、處理實時和歷史數(shù)據(jù)。提供報表設計器，可以設計多套報表模板。 圖 力控圖庫 力控組態(tài)軟件的圖庫豐富，新版本更 重新設計、開發(fā)實時和歷史趨勢、 XY 曲線、多功能報警、歷史報表、總貌畫面、溫控曲線、 ADO 歷史曲線等標準組件。新增多功能圖片顯示、 GIF 透明動畫、 CAD 圖形組件等實用圖形工具。優(yōu)化、改造了文本輸入、下拉框、列表框、 復選框 、多選按鈕、起始時間、時間范圍、歷史追憶等 Windows控件。優(yōu)化、改造了多媒體播放器、 Flash 播放器、 瀏覽器 、幻燈片等子圖。增加了大批如： PID 調(diào)節(jié)器、手操器等實用子圖。 matlab 與 simulink 編程軟件介紹 MATLAB 是 matrixamp。laboratory 兩個詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實驗室）。是由美國 mathworks 公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式 程序設計 的高科西南石油大學本科畢業(yè)設計 (論文） 6 技計算環(huán)境。它將 數(shù)值分析 、 矩陣計算 、科學數(shù)據(jù)可視化以及非 線性 動態(tài)系統(tǒng)的 建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效 數(shù)值計算 的眾多科學 領域 提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式 程序設計語言 （如 C、 Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。 MATLAB 和 Mathematica、 Maple 并稱為三大 數(shù)學 軟件。它在數(shù)學類科技應用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。 MATLAB 可以進行 矩陣 運算、繪制 函數(shù) 和數(shù)據(jù)、實現(xiàn) 算法 、創(chuàng)建用戶界面、連接其他 編程語言 的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、 信號處理 與通訊、 圖像處理 、 信號檢測 、 金融建模 設計與分析等 領域 。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的 指令 表達式 與 數(shù)學 、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來解算問題要比用 C， FORTRAN 等語言完成相同的事情簡捷得多，并且 MATLAB 也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu)點，使 MATLAB 成為一個強大的 數(shù)學軟件 。在新的版本中也加入了對 C， FORTRAN， C++， JAVA 的支持。可以直接調(diào)用，用戶也可以將自己編寫的實用程序?qū)氲?MATLAB 函數(shù) 庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的 MATLAB 愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程 序，用戶直接進行下載就可以用。 Simulink 是 MATLAB 最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標操作，就可構造出復雜的系統(tǒng)。 Simulink 具有適應面廣、結(jié)構和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點 Simulink 已被廣泛應用于控制理論和 數(shù)字信號處理 的復雜仿真和設計。同時有大量的 第三方軟件 和硬件可應用于或被要求應用于 Simulink。 Simulink 是 MATLAB 中的一種可視化仿真工具， 是一種基于 MATLAB 的框圖設計環(huán)境，是實 現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用于 線性系統(tǒng) 、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。 Simulink 可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型， Simulink 提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口 (GUI) ，這個創(chuàng)建過程只需單擊和拖動鼠標操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 Simulinkamp。reg。是用于動態(tài)系統(tǒng)和 嵌入式系統(tǒng) 的多領域仿真和基于模型的設計 工流量控制系統(tǒng)的設計與仿真 7 具。對各種 時變系統(tǒng) ，包括通訊、控制、 信號處理 、 視頻處理 和圖像處理系統(tǒng)， Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對其進行設計、仿真、執(zhí)行和測試。 構架在 Simulink 基礎之上的其他產(chǎn)品擴展了 Simulink 多領域建模功能，也提供了用于設計、執(zhí)行、驗證和確認任務的相應工具。 Simulink 與 MATLABamp。reg。 緊密集成，可以直接訪問 MATLAB 大量的工具來進行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、 批處理 腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)的定義。 圖 MATLAB 界面圖 西南石油大學本科畢業(yè)設計 (論文） 8 3 流量控制系統(tǒng)設計方案 總體設計框架 圖 總體設計框圖 流量控制系統(tǒng) 的工 作原理 本次設計內(nèi)容分為兩部分：單流量控制系統(tǒng)和流量比值控制系統(tǒng)。 單流量控制系統(tǒng)的控制目的是要使被控流量與設定流量相等，并且在 simulink仿真系統(tǒng)里 添加擾動的情況下根據(jù)對應的控制傳遞函數(shù)進行對應的變化并最終趨近于設定流量。系統(tǒng)的被控對 象為管道閥門，通過改變閥門開度控制系統(tǒng)流量。 流量比值控制系統(tǒng)需要主動量和從動量兩個變量，從動量隨著主動量的變化進行變化，同時這種變化呈現(xiàn)一種穩(wěn)定的比值關系。 4 方案仿真驗證 本次設計的主要內(nèi)容由于涉及比值控制系統(tǒng)，由于一些系統(tǒng)不能消除自身振蕩，總出現(xiàn)一些隨機變化，導致控制結(jié)果不穩(wěn)定，所以在比較各種比值控制系統(tǒng)的過程中MATLAB與 SIMULINK仿 真驗證控制方案力 控 人 機 界 面 和 控制 系 統(tǒng)控制系統(tǒng)設計THJ 2過程控制裝置流量控制系統(tǒng)實驗獲取傳遞函數(shù) 控制對象穩(wěn)定的傳遞函數(shù)流量控制系統(tǒng)的設計與仿真 9 需要仿真驗證各個方案的可行性和差別，以此來選擇較好的控制方案。在比值控制方案方面可初步選擇單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)進行比較。而單流量控制系統(tǒng)則不存在這些問題。 單 閉環(huán)流量控制系統(tǒng)的 simulink 仿真方案 首先虛擬一個單閉環(huán)流量控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，設 傳遞函數(shù)的參數(shù)是隨機設定的。在仿真階段只要比較更好的控制效果即可，不需要知道確切傳遞函數(shù)的參數(shù)。 單流量控制系統(tǒng)仿真界面： 圖 simulink 單回路流量仿真 利用假定 產(chǎn)生的傳遞函數(shù)，根據(jù)階躍輸入，調(diào)節(jié) PID 控制器的參數(shù) ， 從示波器的輸出響應曲線觀察 單回路流量控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 傳遞函數(shù)的參數(shù)整定 控制器參數(shù)整定：指決定調(diào)節(jié)器的比例系數(shù) Kp、積分時間 Ti、微分時間 Td 和采樣周期 Ts 的 具體數(shù)值。整定的實質(zhì)是通過改變調(diào)節(jié)器的參數(shù)，使其特性和過程特性相匹配，以改善系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)指標，取得最佳的控制效果。 整定調(diào)節(jié)器參數(shù)的方法很多，歸納起來可分為兩大類，即理論計算整定法和工程整定法。理論計算整定法有對數(shù)頻率特性法和根軌跡法等；工程整定法有湊試法、臨界比例法、經(jīng)驗法、衰減曲線法和響應曲線法等。工程整定法特點不需要事先知道過程的數(shù)學模型，直接在過程控制系統(tǒng)中進行現(xiàn)場整定方法簡單、計算簡便、易于掌握。 西南石油大學本科畢業(yè)設計 (論文） 10 湊試法 采用湊試法，按照先比例（ P）、再積分（ I）、最后微分（ D）的順序。 置調(diào)節(jié)器積分時間 Ti=∞，微分時間 Td=0，在比例系數(shù) Kp 按經(jīng)驗設置的初值條件下，將系統(tǒng)投入運行，由小到大整定比例系數(shù) Kp。求得滿意的 1/4 衰減度過渡過程曲線。引入積分作用（此時應將上述比例系數(shù) Kp 設置為 5/6 Kp）。將 Ti 由大到小進行整定。若需引入微分作用時，則將 Td 按經(jīng)驗值或按 Td=（ 1/3～ 1/4）設置，并由小到大加入。將 TD 置 0， Ti 調(diào)到最大， Kp 從小到大輸入數(shù)值并調(diào)節(jié)。得到較好的衰減過渡過程曲線。 臨界比例度法 閉環(huán)控制系統(tǒng)中，首先使 Ti、 Td 置 0，讓調(diào)節(jié)器處于純比例作用下，然后再從小到大調(diào)節(jié)比例系數(shù)，此時得到等幅振蕩的比例成為臨街比例度系數(shù) Ku。 而又知道兩個相鄰波峰之間的距離即為振蕩周期。 臨界比例度法整定 PID參數(shù)的步驟： 1） 、將調(diào)節(jié)器的積分時間 Ti置于最大（ Ti=∞），微分時間置零（ Td=0），比例系數(shù)