热工自动调节教学演示及仿真软件系统开发

自动控制学科诞生于二十世纪四十年代，发展至今，已经成为一门理论体系严密，用到很多很深的数学工具的学科。但是，长期以来，自动控制理论的教学一直采用传统的教学方式，传统教学方式的种种弊端造成了自动控制理论课堂教学效率偏低，不利于激发学生的学习兴趣。随着计算机技术的广泛应用，计算机辅助教学(CAI)迅速发展起来。为适应学科发展的需要，本文围绕浙江大学能源系本科阶段必修课《电厂热工过程自动调节》中的重点、难点，以MATLAB为开发工具，自行研制开发出了一套热工自动调节原理教学演示及仿真软件系统。本软件系统包括二阶系统的动态分析、P、I、D参数对系统动态过程的影响和电厂常用的调节系统分析三个模块。本软件系统在教学实践中的应用不仅对培养学生的创造性思维能力、提高教学质量有着积极的促进作用，而且对深化教学改革、加速教学手段的现代化也会产生积极的推动作用。此外，电厂常用的调节系统分析模块将电厂负荷控制系统的参数优化整定和系统仿真融为一体，为设计职员进行离线的多方案比较提供了有效工具，可以作为控制系统计算机辅助设计(CADCS)工具单独使用，对于提高电厂负荷控制系统的投运效率，缩短控制系统的投运时间都将起到积极的作用。【关键词】：CAICADCATLABSIMULINK仿真自动控制
【论文提纲】：第一章绪论6-13第一节计算机辅助教育的发展6-7第二节控制系统计算机辅助设计的发展7-11第三节课题研究背景及论文主要内容11-13第二章总体分析与设计13-27第一节开发环境——MATLAB概述13-172．1．1MATLAB的广泛应用132．1．2MATLAB在控制领域的应用13-142．1．3MATLAB的环境14-162．1．4MATLAB的主要功能16-17第二节MATLAB的绘图功能17-202．2．1绘图功能简介17-182．2．2句柄图形18-20第三节图形用户界面20-252．3．1MATLAB的图形用户界面向导20-232．3．2图形用户界面的设计原则23-25第四节系统设计说明25-272．4．1概述25-262．4．2系统流程及实现方法26-27第三章二阶系统动态分析模块27-48第一节概述27-29第二节二节系统简介29-333．2．1数学模型29-303．2．2传递函数30-313．2．3状态方程31-323．2．4状态转换323．2．5二阶系统描述32-33第三节脉冲响应和阶跃响应33-353．3．1单位脉冲响应33-343．3．2单位阶跃响应34-35第四节根轨迹简介35-363．4．1问题描述353．4．2根轨迹的绘制35-363．4．3根轨迹的主要应用36第五节波特图简介36-37第六节Nyquist稳定判据37-39第七节动态分析模块流程图39-42第八节二阶系统动态分析模块应用举例——二阶系统的单位阶跃响应动态分析42-48第四章P、I、D参数对系统动态过程的影响48-68第一节仿真环境——SIMULINK48-514．1．1SIMULINK简介48-494．1．2SIMULINK环境49-504．1．3系统仿真及参数设置50-51第二节P、I、D参数对系统动态过程影响模块总体先容51-53第三节PID控制器基本调节规律演示53-63第四节P、I、D参数对系统动态过程的影响63-68第五章电厂典型自动调节系统计算机仿真68-90第一节自动调节系统简介68-69第二节计算机仿真技术69-70第三节导前气温微分信号调节系统70-765．3．1采用中间被调量微分信号的调节系统概述70-715．3．2过热气温调节的任务、调节对象的动态特性及调节方案71-725．3．3采用导前气温微分信号的双回路气温调节系统72-735．3．4导前气温调节系统子模块73-76第四节电站主气温串级调节系统76-805．4．1串级调节系统概述76-775．4．2串级气温调节系统77-785．4．3主气温串级调节系统子模块78-80第五节两种气温调节系统的比较80-81第六节给水自动调节系统81-855．6．1前馈-反馈调节系统81-825．6．2三冲量给水自动调节系统82-835．6．3串级三冲量给水自动调节系统子模块83-85第七节汽包锅炉燃烧自动调节系统85-905．7．1多变量调节对象的自动调节系统855．7．2燃烧自动调节系统概述85-885．7．3燃烧自动调节系统子模块88-90第六章总结与展望90-92致谢92-93参考文献93-95