《冶金工業(yè)過(guò)程系統(tǒng)識(shí)別》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

1、冶金工業(yè)過(guò)程系統(tǒng)識(shí)別實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程代碼：ELEA1049課程名稱：冶金工業(yè)過(guò)程系統(tǒng)識(shí)別英文名稱：The Systematic Identificationof Metallurgy Industrial Proces 實(shí)驗(yàn)室名稱：機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室課程學(xué)時(shí)：27實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：7一、本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與要求通過(guò)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生掌握哪些基本實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作技能，應(yīng)標(biāo)明各實(shí)驗(yàn)類型和比例，以往所要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)。（約300字）系統(tǒng)辨識(shí)是現(xiàn)代控制理淪的一個(gè)分支。在現(xiàn)代控制領(lǐng)域中，控制理論闡述控制設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則。狀態(tài)估計(jì)給出系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，而系統(tǒng)辨識(shí)則是建立數(shù)學(xué)模型的依據(jù)，三者相輔相成、缺一不可。冶金工業(yè)是

2、現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)，近些年來(lái)冶金工業(yè)發(fā)展尤為迅速。在冶金過(guò)程中有效的控制是產(chǎn)品質(zhì)量保證，為了有效地控制需要掌握冶金過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，獲得冶金過(guò)程的數(shù)學(xué)模型的主要手段是系統(tǒng)辨識(shí)。本課程主要介紹系統(tǒng)辨識(shí)的些基本概念、建模途徑、基本方法，并以冶金過(guò)程為主要對(duì)象介紹辨識(shí)內(nèi)容與步驟。使學(xué)生通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)辨識(shí)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基本方法，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后的工作奠定專業(yè)基礎(chǔ)。緊密結(jié)合課程的實(shí)驗(yàn)通過(guò)模擬工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，使學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)現(xiàn)對(duì)冶金工業(yè)過(guò)程中最重要的物理模擬量例如液位、壓力、流量、溫度等熱工參數(shù)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)與建模。該實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立操作

3、、獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。由于控制對(duì)象全部來(lái)自工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，使學(xué)生對(duì)于冶金工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)有更直觀更真實(shí)的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生掌握實(shí)際冶金工業(yè)過(guò)程對(duì)象特性的測(cè)試方法與系統(tǒng)辨識(shí)和建模方法。掌握一階液位、溫度以及流量對(duì)象特性曲線的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法；了解單回路控制系統(tǒng)的構(gòu)成，掌握用階躍響應(yīng)曲線法來(lái)實(shí)現(xiàn)辨識(shí)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的特性參數(shù)；掌握控制系統(tǒng)的基本概念、結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)。二、主要儀器設(shè)備及現(xiàn)有臺(tái)套數(shù) 1、TKJ-2型 高級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)裝置 2套；2、TKJ-2F型 高級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)裝置1套。三、實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱目的、要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)必開(kāi)、選開(kāi)1單容水箱特性的

4、測(cè)試與傳遞函數(shù)辨識(shí)1.掌握單容水箱的階躍響應(yīng)的測(cè)試方法，并記錄相應(yīng)液位的響應(yīng)曲線。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的液位階躍響應(yīng)曲線，用相關(guān)的方法確定被測(cè)對(duì)象的特征參數(shù)T和傳遞函數(shù)。1. 進(jìn)行單容水箱階躍響應(yīng)測(cè)試，并記錄相應(yīng)液位的響應(yīng)曲線。2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到液位階躍響應(yīng)曲線，確定被測(cè)對(duì)象的特征參數(shù)，得到傳遞函數(shù)。4綜合性6必開(kāi)2鍋爐系統(tǒng)辨識(shí)與建模實(shí)驗(yàn)1.了解鍋爐溫度特性測(cè)試系統(tǒng)的組成。2.掌握了解鍋爐溫度特性的測(cè)試方法。1. 進(jìn)行鍋爐內(nèi)膽水溫的響應(yīng)測(cè)試，記錄時(shí)間常數(shù)等相關(guān)參數(shù)。2. 調(diào)節(jié)控制器的輸出百分比，記錄鍋爐中水溫的變化過(guò)程。3綜合性6必開(kāi)3滯后水箱系統(tǒng)辨識(shí)與建模實(shí)驗(yàn)1.了解滯后水箱溫度特性系統(tǒng)的組成。2.掌握滯后溫度特性的測(cè)試方法。1.進(jìn)行滯后水箱特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)。2.調(diào)節(jié)控制器的輸出百分比，實(shí)時(shí)記錄鍋爐中水溫的變化過(guò)程。2綜合性6選開(kāi)四、考核方式1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：（1）按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的順序?qū)懞脤?shí)驗(yàn)報(bào)告。（2）記錄實(shí)時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)，并作出相應(yīng)曲線，進(jìn)行比較。2、考核方式（1）課程實(shí)驗(yàn)的考核方式（2）課程實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)的確定，課程實(shí)驗(yàn)成績(jī)占課程總成績(jī)的比例等（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核：根據(jù)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出成績(jī)，占50%；（4）實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)：占50%。五、實(shí)驗(yàn)教材、參考書(shū)1、教材：編者.