《过程控制系统》网络虚拟实验室研究与开发

论文摘要

目前,传统的实验室受到时间、地点和实验设备以及实验内容的限制,越来越不能满足实践教学的需求。网络虚拟实验室的出现,能够很好的解决这个难题。实验者使用一台电脑,通过校园网或者互联网连接到网络虚拟实验室,就可以进行虚拟仿真实验,观看仿真过程,得到仿真结果,并且提交实验报告等。网络虚拟实验室为全面提高实践教学质量提供了可靠的保障。随着自动化技术的快速发展,所需要的自动化系统工程师的数量急剧上升。为了解决自动化系统工程师任职资格问题,需要大力开展自动化系统工程师资格认证(ASEA)工作。过程控制系统是ASEA考试必须要掌握的一门专业知识,《过程控制系统》网络虚拟实验室可以为ASAE培训提供一个很好的学习平台。《过程控制系统》网络虚拟实验室系统的内容包括“过程控制系统”课程网络虚拟实验子系统、典型工业过程控制系统和船舶过程控制系统三部分。本论文主要从下面几个方面来进行虚拟实验室的设计与开发：(1)构建《过程控制系统》网络虚拟实验室系统平台。该系统采用浏览器／服务器结构(即B/S),通过Matlab Web Server和IIS(信息服务器)实现MATLAB与浏览器之间的通信,借助于网页编程技术开发网络虚拟实验室界面,并且创建Flash动画模拟实验过程。(2)开发和设计三容水箱液位过程控制网络虚拟实验系统。开发该系统的实验室界面,建立三容水箱系统的数学模型。设计PID控制算法和模糊自整定PID智能控制算法,并且应用到系统中。(3)开发和设计船舶燃油粘度过程控制网络虚拟实验系统。开发该系统的实验室界面,建立船舶燃油粘度系统的数学模型。设计PID控制算法和模糊控制算法,并且应用到系统中。目前,《过程控制系统》网络虚拟实验室系统平台已经创建完成,能够正常运行,并且能够达到设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 网络虚拟实验室的概述
• 1.1.1 网络虚拟实验室的概念
• 1.1.2 网络虚拟实验室的分类
• 1.2 课题研究背景
• 1.2.1 传统实验室存在的问题
• 1.2.2 自动化系统工程师资格认证（ASEA）
• 1.3 课题研究意义
• 1.4 课题研究现状分析
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 网络虚拟实验室的相关技术
• 2.1 网站的创建
• 2.1.1 HTML技术
• 2.1.2 Dreamweaver CS4软件
• 2.1.3 Flash动画
• 2.2 Matlab Web Server介绍
• 2.2.1 Matlab Web Server的工作原理
• 2.2.2 Matlab Web Server的配置
• 2.2.3 Matlab Web Server应用程序的开发
• 2.3 Web服务器
• 第3章 《过程控制系统》网络虚拟实验室的总体设计
• 3.1 过程控制系统
• 3.1.1 过程控制系统的概念及分类
• 3.1.2 简单过程控制系统
• 3.1.3 复杂过程控制系统
• 3.2 《过程控制系统》网络虚拟实验室的设计
• 3.2.1 网络虚拟实验室的界面设计
• 3.2.2 《过程控制系统》网络虚拟实验室的研究内容
• 第4章 《过程控制系统》网络虚拟实验室的开发
• 4.1 三容水箱液位控制系统虚拟实验室的开发
• 4.1.1 三容水箱系统的概述
• 4.1.2 三容水箱数学模型的建立
• 4.1.3 三容水箱液位PID控制虚拟实验
• 4.1.4 三容水箱液位串级控制虚拟实验
• 4.1.5 三容水箱液位模糊自整定PID控制虚拟实验
• 4.1.6 本节小结
• 4.2 燃油粘度过程控制系统虚拟实验室的开发
• 4.2.1 燃油粘度控制系统的概述
• 4.2.2 燃油粘度控制系统的组成及原理
• 4.2.3 燃油粘度控制系统数学模型的建立
• 4.2.4 船舶燃油粘度PID控制虚拟实验
• 4.2.5 燃油粘度模糊控制虚拟实验
• 4.2.6 本节小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢