软件设计详细题目.docx
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软件设计详细题目
软件设计题目汇总
题目1
某冶金工业过程焙烧炉的数学模型为：
比例系数Kp＝126—160，惯性时间常数Tp＝250－320s，炉口温度变化的时滞时间为，输出炉口温度要求尽可能稳定在855°C。
数字仿真时取采样周期Ts＝10s，Kp＝148，Tp＝286，，即仿真模型为：
控制要求：
1.采用位置式PID实现炉温控制
2.采用继电法整定PID参数
3.整定效果验证：
当被控过程参数时变时，如工作时间为100s时，过程参数Kp由148→160，Tp由286→320；工作时间为200s时，过程参数Kp由148→130，Tp由286→250时，考察当系统参数发生改变时，PID参数是否选取合适，讨论PID其响应速度及鲁棒性问题。
题目2
以中等纯度的精馏塔为研究对象，考虑到不等分子溢流的影响和非理想的汽液平衡，可以得到塔顶产品轻组分含量Y与回流量L之间的传递函数为：
将此系统在计算机上仿真，输入信号u（k）是幅值为1的PRBS信号，输出测量噪声e（k）是（0，1）的正态分布序列，它的方差是可以调整的。
这个系统的输出釆样值y（k）与u（k）作为已知数据，采用最小二乘法估计这个系统的参数。
完成内容：
1.采样周期T＝1，编程产生输入信号，送入系统，获得相应的输出数据，保存在.txt文件中
2.数据长度取200，在不同的噪声水平下（噪声方差σ＝0.0,0.5,1.0）,采用递推最小二乘方法完成对上述系统的参数估计，并与真实值比较。
3.画出实际系统和辨识系统在相同输入（如单位阶跃）作用下的输出曲线、输出误差曲线。
题目3
某冶金工业过程焙烧炉的数学模型为：
比例系数Kp＝126—160，惯性时间常数Tp＝250－320s，炉口温度变化的时滞时间为，输出炉口温度要求尽可能稳定在855°C。
数字仿真时取采样周期Ts＝5s，Kp＝169，Tp＝290，，即仿真模型为：
控制要求：
1.采用抗积分饱和PID控制算法实现炉温控制
2.采用ISTE法整定PID参数
3.整定效果验证：
当被控过程参数时变时，如时滞时间τ由10→30时，讨论PID控制的响应速度及鲁棒性问题，考察当系统参数发生改变时，上述PID参数是否选取合适。
题目4
以中等纯度的精馏塔为研究对象，考虑到不等分子溢流的影响和非理想的汽液平衡，可以得到塔顶产品轻组分含量Y与回流量L之间的传递函数为：
控制要求：
1.采样周期取为1s，利用不完全微分PID控制算法将塔顶轻组分含量控制在0.98
2.采用继电法整定PID参数
3.整定效果验证：
当被控过程参数时变时，如两时间常数分别由30.3→45和7.5→20时，讨论PID控制的响应速度及鲁棒性问题，考察当系统参数发生改变时，上述PID参数是否选取合适。
题目5
以中等纯度的精馏塔为研究对象，考虑到不等分子溢流的影响和非理想的汽液平衡，可以得到塔顶产品轻组分含量Y与回流量L之间的传递函数为：
控制要求：
1.采用Smith纯滞后补偿PID控制算法将塔顶轻组分含量控制在0.99
2.采用继电法整定PID参数
3.整定效果验证：
当被控过程参数时变时，如滞后时间由12→24，开环增益由3.4→6时,讨论PID控制的响应速度及鲁棒性问题，考察当系统参数发生改变时，上述PID参数是否选取合适。
题目6
以中等纯度的精馏塔为研究对象，考虑到不等分子溢流的影响和非理想的汽液平衡，可以得到塔顶产品轻组分含量Y与回流量L之间的传递函数为：
控制要求：
1.采样周期为1s，利用微分先行PID控制算法将塔顶轻组分含量控制在0.98
2.采用Z_N法整定PID参数
3.整定效果验证：
当被控过程参数时变时，如滞后时间由2→5时，讨论PID控制的响应速度及鲁棒性问题，考察当系统参数发生改变时，上述PID参数是否选取合适。
题目7
连铸机拉矫辊的液压压下装置是一个电液伺服系统，是实现复杂自动控制动作的关键，在冶金行业中有着广泛的应用。
通过机理分析可知，该电液伺服控制系统实际是一个非线性控制系统，经过线性化处理后，其传递函数形式为：
该液压压下控制系统真实参数为：
增益K＝11，阻尼比ζ＝0.3，固有频率ω＝200rad/s。
将此系统在计算机上仿真，输入信号u（k）是幅值为1的PRBS信号，输出测量噪声e（k）是（0，1）的正态分布序列，它的方差是可以调整的。
这个系统的输出釆样值y（k）与u（k）作为已知数据，采用最小二乘法估计这个系统的参数。
完成内容：
1.采样周期T＝1，编程产生输入信号，送入系统，获得相应的输出数据，并保存
2.数据长度取300，在不同的噪声水平下（噪声方差σ＝0.0,0.5,1.0,5.0）,采用基本最小二乘方法完成对上述系统的参数估计，并与真实值比较。
3.画出实际系统和辨识系统在相同输入（如单位阶跃）作用下的输出曲线、输出误差曲线。
题目8
以中等纯度的精馏塔为研究对象，考虑到不等分子溢流的影响和非理想的汽液平衡，可以得到塔顶产品轻组分含量Y与回流量L之间的传递函数为：
将此系统在计算机上仿真，输入信号u（k）是幅值为1的PRBS信号，噪声e（k）是（0，1）的正态分布序列，它的方差是可以调整的。
这个系统的输出釆样值y（k）与u（k）作为已知数据，采用最小二乘法估计这个系统的参数。
完成内容：
1.采样周期T＝4，编程产生PRBS输入信号，送入系统，获得相应的输出数据，并保存
2.数据长度取200，在不同的噪声水平下（噪声方差σ＝0.0,0.5,1.0,5.0）,采用基本最小二乘方法完成对上述系统的参数估计，并与真实值比较。
3.画出实际系统和辨识系统在相同输入（如单位阶跃）作用下的输出曲线、输出误差曲线。
题目9
连铸机拉矫辊的液压压下装置是一个电液伺服系统，是实现复杂自动控制动作的关键，在冶金行业中有着广泛的应用。
通过机理分析可知，该电液伺服控制系统实际是一个非线性控制系统，经过线性化处理后，其传递函数形式为：
根据现场实测数据可知，该液压压下控制系统中增益K＝11，阻尼比ζ＝0.2，固有频率ω＝350rad/s。
该系统常采用PID控制，其中PID参数的选取对控制效果的影响至关重要。
控制目标是实现对压力的连续可调，超调小，并保证无静态误差。
控制要求：
1.采用带死区的PID控制算法实现炉温控制
2.采用继电法整定PID参数
3.整定效果验证：
当工作时间到达200s时，输出端出现宽度为50s，幅值为0.4的干扰时，讨论PID控制的抗扰动性，说明上述PID参数是否选取合适。
题目10
连铸机拉矫辊的液压压下装置是一个电液伺服系统，是实现复杂自动控制动作的关键，在冶金行业中有着广泛的应用。
通过机理分析可知，该电液伺服控制系统实际是一个非线性控制系统，经过线性化处理后，其传递函数形式为：
根据现场实测数据可知，该液压压下控制系统中增益K＝8，阻尼比ζ＝0.3，固有频率ω＝200rad/s。
该系统常采用PID控制，其中PID参数的选取对控制效果的影响至关重要。
控制目标是实现对压力的连续可调，超调小，并保证无静态误差。
控制要求：
1.采用增量式PID控制算法实现炉温控制
2.采用继电法整定PID参数
3.整定效果验证：
当工作时间到达200s时，输出端出现宽度为50s，幅值为0.4的干扰时，讨论PID控制的抗扰动性，说明上述PID参数是否选取合适。
题目11
某冶金工业过程焙烧炉的数学模型为：
比例系数Kp＝126—160，惯性时间常数Tp＝250－320s，炉口温度变化的时滞时间为，输出炉口温度要求尽可能稳定在855°C。
数字仿真时取采样周期Ts＝10s，Kp＝130，Tp＝266，，即仿真模型为：
控制要求：
1.采用梯形积分PID实现炉温控制
2.采用Z－N法整定PID参数
3.整定效果验证：
当被控过程参数时变时，如工作时间为150s时，过程参数Kp由130→156，Tp由266→280，考察当系统参数发生改变时，PID参数是否选取合适，讨论PID其响应速度及鲁棒性问题。
题目12
某冶金工业过程焙烧炉的数学模型为：
将此系统在计算机上仿真，输入信号u（k）是幅值为0.5的PRBS信号，噪声e（k）是（0，1）的正态分布序列，它的方差是可以调整的。
这个系统的输出釆样值y（k）与u（k）作为已知数据，采用最小二乘法估计这个系统的参数。
完成内容：
1.采样周期T＝10，编程产生PRBS输入信号，送入系统，获得相应的输出数据，并保存
2.数据长度取200，在不同的噪声水平下（噪声方差σ＝0.0,0.5,1.0,5.0）,采用基本最小二乘方法完成对上述系统的参数估计，并与真实值比较。
3.画出实际系统和辨识系统在相同输入（如单位阶跃）作用下的输出曲线、输出误差曲线。
题目13
釆用一个二阶系统的模型代替真实系统，其差分方程表达式为：
将此系统在计算机上仿真，输入信号u（k）是幅值为1的PRBS信号，噪声e（k）是（0，1）的正态分布序列，它的方差是可以调整的。
这个系统的输出釆样值z（k）与u（k）作为已知数据，采用最小二乘法估计这个系统的参数。
完成内容：
1.编程产生PRBS输入信号，送入系统，获得相应的输出数据，并保存
2.数据长度取100，在不同的噪声水平下（噪声方差σ＝0.0,0.5,1.0,5.0）,采用基本最小二乘方法完成对上述系统的参数估计，并与真实值比较。
3.画出实际系统和辨识系统在相同输入（如单位阶跃）作用下的输出曲线、输出误差曲线。
题目14
釆用一个二阶系统的模型代替真实系统，其差分方程表达式为：
将此系统在计算机上仿真，输入信号u（k）是幅值为1的PRBS信号，噪声e（k）是（0，1）的正态分布序列，它的方差是可以调整的。
这个系统的输出釆样值z（k）与u（k）作为已知数据，采用最小二乘法估计这个系统的参数。
完成内容：
1.编程产生PRBS输入信号，送入系统，获得相应的输出数据，并保存
2.数据长度取200，在不同的噪声水平下（噪声方差σ＝0.0,0.5,1.0）,采用递推最小二乘方法完成对上述系统的参数估计，并与真实值比较。
3.画出实际系统和辨识系统在相同输入（如单位阶跃）作用下的输出曲线、输出误差曲线。
题目15
以中等纯度的精馏塔为研究对象，考虑到不等分子溢流的影响和非理想的汽液平衡，可以得到塔顶产品轻组分含量Y与回流量L之间的传递函数为：
控制要求：
1.采用积分分离PID控制算法将塔顶轻组分含量控制在0.99
2.采用继电法整定PID参数
3.整定效果验证：
当被控过程参数时变时，如滞后时间由4→8，开环增益由3.4→6时,讨论PID控制的响应速度及鲁棒性问题，考察当系统参数发生改变时，上述PID参数是否选取合适。
题目16
采用二阶带滞后的系统模型如下：
其中干扰信号e（k）是（0，1）的正态分布序列，它的方差为σ＝0.3，0.6；d＝2为滞后步长。
在控制过程中，开始加入幅度为1的单位阶跃信号，到第150周期加入幅度为－20％的阶跃干扰，在第300周期干扰消失。
由于输出中带有很大的噪音信号，故将数字滤波技术中常见的低通滤波器用于偏差控制，滤掉其中的噪音信号，然后在对其进行PID计算，得到实际的控制量。
该方法在噪声较强的环境下，可以得到较好的控制效果。
控制要求：
1．采用带低通滤波器的增量式PID控制实现上述过程的稳定控制。
2．用继电法整定PID参数
3．分析不同滤波器参数对PID控制的影响。
题目17
以中等纯度的精馏塔
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