基于MATLAB的温度控制系统设计与仿真

《计算机控制技术》课程设计是一门实践性强的课程，主要针对具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统进行设计。设计任务包括以下几个关键部分： 1. **设计任务题目与要求**: - 题目是设计一个具有纯滞后一阶惯性环节的温度控制系统，目标是达到工程要求的相角裕度（30°～60°）和幅值裕度（>6dB），同时确保测量范围在-50℃～200℃，测量精度为0.5%，分辨率为0.2℃。 - 设计要求包括绘制硬件布线连接图和系统结构图，选择合适的控制算法，并编写程序流程图。 - 使用MATLAB和SIMULINK进行仿真分析和系统性能验证，其中对象参数如放大系数K、纯时延T和初始状态θ将根据学生学号后三位数字动态确定。 2. **控制对象分析**: 控制对象被设定为一个带有大时滞的一阶惯性环节，常应用于实际的温度控制系统中，如加热炉温度控制，目标是保持稳定并快速响应干扰。 3. **MATLAB计算与参数设定**: 通过MATLAB代码，学生可以根据学号后三位（例如，学号200930611370对应C=370）计算出相应的参数，如放大系数K=118.2687，纯时滞T=0.0124，以及θ=0或0.0062。这些参数会影响系统模型的构建。 4. **设计步骤**: - 设计过程中需要综合运用控制理论知识，如PID控制器的选择和参数调整，以满足给定的性能指标。 - 在软件工程层面，需编写程序流程图来实现控制算法，并确保其正确性和效率。 - 仿真分析是验证设计的重要环节，通过MATLAB和SIMULINK模拟，检查系统在不同纯时滞条件下的性能。 5. **可靠性与抗干扰性分析**: 课程设计还要求对系统的可靠性和抗干扰性进行分析，这涉及到系统稳定性、抗噪声能力、容错机制等方面，以确保系统在实际应用中的稳定运行。 《计算机控制技术》课程设计任务旨在培养学生的系统设计、编程、仿真和分析能力，将理论知识与实际应用紧密结合，锻炼他们解决实际问题的能力。