重庆大学 自动控制原理课程设计
目录
1 实验背景 (2)
2 实验介绍 (3)
3 微分方程和传递函数 (6)
1 实验背景
在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制原理是相对于人工控制概念而言的，自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。
在自动控制原理【1】中提出，20世纪50年代末60年代初，由于空间技术发展的需要，对自动控制的精密性和经济指标，提出了极其严格的要求；同时，由于数字计算机，特别是微型机的迅速发展，为控制理论的发展提供了有力的工具。在他们的推动下，控制理论有了重大发展，如庞特里亚金的极大值原理，贝尔曼的动态规划理论。卡尔曼的能控性能观测性和最优滤波理论等，这些都标志着控制理论已从经典控制理论发展到现代控制理论的阶段。现代控制理论的特点。是采用状态空间法（时域方法），研究“多输入-多输出”控制系统、时变和非线性控制系统的分析和设计。现在，随着技术革命和大规模复杂系统的发展，已促使控制理论开始向第三个发展阶段即第三代控制理论——大系统理论和智能控制理论发展。
在其他文献中也有所述及（如下）：
至今自动控制已经经历了五代的发展：
第一代过程控制体系是150年前基于5－13psi的气动信号标准（气动控制系统PCS，Pneumatic Control System）。简单的就地操作模式，控制理论初步形成，尚未有控制室的概念。
第二代过程控制体系（模拟式或ACS,Analog Control System）是基于0－10mA或4－20mA 的电流模拟信号，这一明显的进步，在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。它标志了电气自动控制时代的到来。控制理论有了重大发展，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础；控制室的设立，控制功能分离的模式一直沿用至今。
第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）.70年代开始了数字计算机的应用，产生了巨大的技术优势，人们在测量，模拟和逻辑控制领域率先使用，从而产生了第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）。这个被称为第三代过程控制体系是自动控制领域的一次革命，它充分发挥了计算机的特长，于是人们普遍认为计算机能做好一切事情，自然而然地产生了被称为“集中控制”的中央控制计算机系统，需要指出的是系统的信号传输系统依然是大部分沿用4－20mA的模拟信号，但是时隔不久人们发现，随着控制的集中和可靠性方面的问题，失控的危险也集中了，稍有不慎就会使整个系统瘫痪。所以它很快被发展成分布式控制系统（DCS）。
第四代过程控制体系（DCS，Distributed Control System分布式控制系统）：随着半导体制造技术的飞速发展，微处理器的普遍使用，计算机技术可靠性的大幅度增加，目前普遍使用的是第四代过程控制体系（DCS，或分布式数字控制系统），它主要特点是整个控制系统不再是仅仅具有一台计算机，而是由几台计算机和一些智能仪表和智能部件构成一个了控制
系统。于是分散控制成了最主要的特征。除外另一个重要的发展是它们之间的信号传递也不仅仅依赖于4－20mA的模拟信号，而逐渐地以数字信号来取代模拟信号。
第五代过程控制体系（FCS，Fieldbus Control System现场总线控制系统）：FCS是从DCS发展而来，就象DCS从CCS发展过来一样，有了质的飞跃。“分散控制”发展到“现场控制”；数据的传输采用“总线”方式。但是FCS与DCS的真正的区别在于FCS有更广阔的发展空间。由于传统的DCS的技术水平虽然在不断提高，但通信网络最低端只达到现场控制站一级，现场控制站与现场检测仪表、执行器之间的联系仍采用一对一传输的4-20mA模拟信号，成本高，效率低，维护困难，无法发挥现场仪表智能化的潜力，实现对现场设备工作状态的全面监控和深层次管理。所谓现场总线就是连接智能测量与控制设备的全数字式、双向传输、具有多节点分支结构的通信链路。简单地说传统的控制是一条回路，而FCS技术是各个模块如控制器、执行器、检测器等挂在一条总线上来实现通信，当然传输的也就是数字信号。主要的总线有Profibus，LonWorks等。[1]
虽然控制理论经历了第一代经典控制理论和第二代现代控制理论两个发展阶段，并已开始进入第三代，但经典控制理论仍不失其价值和实用意义，仍是进一步学习现代控制理论和其他高等控制理论的基础。再加上热工过程中的自动控制则是以能源动力系统为背景，结合实际的对象对系统进行控制，在现代大型火电机组中有广泛的应用。因此进行热工过程中的自动控制原理及系统课程设计是热能与动力工程专业的本科生了解未来实际工作环境的重要实践课程。
2 实验介绍
本实验通过实验台中的电加热器控制水箱温度，在保证出入水箱流量达到稳定的状态下，当电加热功率扰动时通过PID调节器调节电加热器使水箱温度重新达到稳定。
实验台实物如下图所示：
图2-1 实验台实物图
图2-2 模拟台实物图
其中加热水箱包括内腔及外腔两个部分，实验中主要利用内腔室并保证其中流量保持稳定。
我们知道，对于控制元件例如加热器等都是一阶惯性环节，P调节具有响应速度快的特点,但稳定后存在稳态误差,而I调节具有消除稳态误差的特点，可使系统进入稳态后无误差的特点。因此在水温、液位、流量、压力等控制系统中通常采用二者相结合的PI控制，同样
针对该控制系统的控制规律及其特点可以看出用PI控制可达到要求。
3 微分方程和传递函数
根据实际的实验对象，可以得到实验系统的控制环节结构图如下图所示：
图3-1 控制环节结构图
因此可知该系统的传递函数包括三个部分,即调节器部分、电加热部分及水箱部分。 其中PID 调节器采用PI 调节，该部分的输入为，输出为,则有：
u t =K p e t +
1
T i
e t dt
传递函数:
对于加热器，设该部分的输入为，输出为,传递函数为一阶惯性环节，则 22()()()dP t T P t K u t dt +=
传递函数:
222()
()()1
K P s G s U s T s =
=
+
而以水箱为控制研究对象，我们假定水箱的内腔容积不变，外腔流量带走热量并且流量为定值，列出其能量平衡方程。
静态平衡: 12W W =W +入
动态方程式: 12W W =W W ++入内变
其中:
输入功率: W P =入； 单位时间流进水的热量: 1W V P in Q C T ρ=； 单位时间流出水的热量:
2W V P Q C T ρ=；
单位时间内腔热能的变化: W P dT
VC dt
ρ=内变 所以动态变化时: ()P V P in dT
VC Q C T T P dt
ρρ=-+ 两边拉斯变化得到:
令 31V P K Q C ρ=
，3V
V
T Q =
即该开环系统的传递函数为:
3
33()1K G s T s =
+
为一个一阶惯性环节。
因此，该系统的数学模型框图可化为：
图4.2 系统数学模型框图
故总的开环传递函数为:
3212323()()()1
()(1)()()()11
p i K K U s P s T s G s G G G K E s U s P s T s T s T s ==??=+++
1()1
()()1
V P P V P V
Q C T s P s VC s Q C s Q ρρρ==+
+
又根据实验过程中测得的数据，其中电加热内腔的结构图如下图所示：
图4.3 电加热内腔结构图 则有：
33331000/, 4.210/,3298.67,30/o p V kg m C J kg C V cm Q cm s ρ==??==
带入数据可得，3360,0.008K T ==。所以水箱的传递函数为30.008
()601
G s s =+。 假定电加热器传递函数中，则其传递函数为 所以总的传递函数为：1232180()(1)660.11
p i G s G G G K T s s s ==+++
计算系统的稳态误差
当系统从一个稳态过度到新的稳态，或系统受扰动作用又重新平衡后，系统可能会出现偏差，这种偏差称为稳态误差。稳态误差记作 ess （Steady-State Errors ）
自动控制系统在稳态下的控制精度的度量。控制系统的输出响应在过渡过程结束后的变化形态称为稳态。稳态误差为期望的稳态输出量与实际的稳态输出量之差。控制系统的稳态误差越小说明控制精度越高。因此稳态误差常作为衡量控制系统性能好坏的一项指标。控制系统设计的课题之一，就是要在兼顾其他性能指标的情况下，使稳态误差尽可能小或者小于某个容许的限制值。
稳态误差的分类稳态误差按照产生的原因分为原理性误差和实际性误差两类。 ①原理性误差为了跟踪输出量的期望值和由于外扰动作用的存在，控制系统在原理上必然存在的一类稳态误差。当原理性稳态误差为零时，控制系统称为无静差系统，否则称为有静差系统。原理性稳态误差能否消除，取决于系统的组成中是否包含积分环节。
②实际性误差系统的组成部件中的不完善因素（如摩擦、间隙、不灵敏区等）所造成的稳态误差。这种误差是不可能完全消除的，只能通过选用高精度的部件，提高系统的增益值等途径减小。
对于该实验系统，其稳态误差的计算为： 未加入PID 矫正时:
单位阶 输入时，R(t)=1(t),则R(s)=，干扰输入N(s)=0
=
=
斜坡输入时，R(t)=t,则R(s)=，干扰输入N(s)=0
N(S)
=
∞
加入PID校正后
单位阶输入时，R(t)=1(t),则R(s)=，干扰输入N(s)=0
N(S)
=
=
斜坡输入时，R(t)=t,则R(s)=，干扰输入N(s)=0
N(S)
=
= =0
PID控制理论介绍
PID控制及参数整定方法
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例-积分-微分控制，简称PID控制。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的重要技术之一。
PID控制原理
当被控对象的结构和参数不能完全掌握或得不到精确的数学模型，控制理论的其他技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时PID控制技术的优点就显现出来了。即使当我们不完全了解一个系统和被控对象，或是不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，也可以采用PID控制技术，来获得系统的控制方法。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
1.比例（P）控制
比例控制是一种最简单的控制方式，其控制器的输出c(t)与输入误差信号e(t)成比例关系：
c(t)=Kpe(t)
其传递函数为
()=p M s G s K E s =（）（）
当仅有比例控制时，系统的输入量与输出量成比例，二者之间在时间上没有延迟。比例控制器实际上是一个增益可调的放大器。
2.积分（I ）控制
在积分控制中，控制器的输出量c(t )与输入量r(t )的积分成正比关系，即 c(t )K r(t )dt
=? 式中，K 为比例系数。 其传递函数为 K G(s )s =
其单位阶跃响应为 c(t )Kt =
由此，对于一个恒定输入作用的积分环节，其输出就与时间成正比无限增长。为了清除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项的误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项误差会增大。
对于比例-积分（PI ）控制器，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大`,使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例-积分（PI ）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
3.微分（D ）控制
在微分控制中，控制器的输出c(t )与输入误差信号e(t )的微分（即误差的变化率）成正
比关系，即：
d
de(t )c(t )K dt =
式中：d K 为比例系数。 则其传递函数为
d c(s )K s =
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳，原因是由于存在有较大惯性环节或有滞后环节，其变化总是落后于误差的变化。这种问题解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，而在误差接近于零时，抑制误差的作用也应该接近为零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分（PD ）的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调和滞后现象。微分环节能改善系统在调节过程的动态性能。
PID 控制器
PID 控制器的原理如图2.1所示，其中r(t )为系统给定值，c(t )为实际输出，u(t )为控制量。
图6.1 PID 控制器结构图
如图6.1所示，则模拟PID 控制器的数学表达式可以写为： ()()()()t p d 0i de t 1u t K e t e t dt T T dt ??=++?????
其中：()e t 为系统偏差量，()e t =r(t )-c(t )；p K 为比例系数；i T 为积分时间常数；d T 为
微分时间常数；上式也可以整理变形为：
()()()()?++=t d
i p dt t de K d e K t e K t u 0ττ
其中：p K 为比例系数；i K 为积分系数，i p i K K T =；d K 为微分系数，d p d K K K =。
PID 控制器参数的整定方法
PID 控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容，也是最困难的部分。它是根据被控过程的特性确定PID 控制器的比例系数p K 、积分时间常数i K 和微分时间常数d T 的大小。PID 控制器参数整定的方法很多，目前使用广泛的有3种。
试凑法
试凑法是根据控制器各参数对系统性能的影响程度，边观察系统的运行，边修改参数，
直到满意为止。一般情况下，增大比例系数p K 会加快系统的响应速度，有利于减少稳态误差；但过大的比例系数会使系统有较大的超调，并产生振荡，使稳定性变差。积分系数
()i i p i K K K T =决定积分作用的大小，降低积分系数i K 有利于减少超调使系统稳定，但会导
致系统消除稳态的速度变慢。微分系数()d d p d K K K K =决定微分作用的大小，增加微分系数
d K 有利于加快系统的响应，同时使系统超调量减少、稳定性增加，但会使系统抵抗干扰的能力会减弱。在应用试凑法时，根据系统的实际情况和PID 的三个参数对系统的不同影响趋势，对参数按先比例、后积分、再微分的步骤进行整定。
确定比例系数p K 。在确定比例系数p K 时，首先去掉PID 的积分项和微分项，可以令i T 0=，
d T 0=，使之成为纯比例调节。输入设定为系统允许输出最大值的60％～70％，比例系数p K 由0开始逐渐增大，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例系数逐渐减小，直至系统振荡消失。记录震荡时的比例系数p K ，设定PID 的比例系数p K 为当前值的60％一70％。
确定积分时间常数i T 。在比例系数p K 确定之后，设定一个较大的积分时间常数i T ，然后逐渐减小i T ，直至系统出现振荡，再反过来，逐渐增大i T ，直至系统振荡消失。记录震荡时的i T ，设定PID 的积分时间常数i T 为当前值的150％一180％。
确定微分时间常数d T 。微分时间常数d T 一般不用设定，取0即可，此时PID 调节转换为PI 调节。如果需要设定，则与确定p K 的方法相同，取其为振荡时值的30％。
经验数据法
PID 控制器的参数整定不是唯一的，事实上比例、积分和微分3部分的作用相互影响。从应用的角度看，只要被控对象主要指标达到设计要求即可。为此根据长期的实践经验，人们发现，各种不同被控对象的PID 参数都有一定的范围。这就给依据经验现场调试提供了基础。
扩充临界比例度法
这种方法适用于有自平衡的被控对象，是模拟系统中临界比例度法的扩充。整定步骤为： 1. 选择一个足够短的采样周期T ，在选取采样周期T 时，应使它远远小于系统阶跃响应的纯滞后时间和上升时间。为使采样值能较好地反映模拟量的变化，采样周期T 应尽量小；但是采样周期T 值太小会增加CPU 的运算工作量，且相邻两次采样的差值几乎看不出变化，因此T 值也不宜将得太小。
2.让系统作纯比例控制，并逐渐缩小比例度()p n n 1K =，使系统产生临界振荡。此时的比例度和振荡周期就是临界比例度n 和临界振荡周期k T 。
3.选定控制度。所谓控制度，就是以模拟调节器为基准，将系统的控制效果与模拟调节器的控制效果相比较，其比值即控制度。下表为扩充临界比例度法的参数整定。
图6.2 扩充临界比例度法参数整定
这样4个参数的整定问题就简化为一个参数p K 的整定问题了。改变p K 值，观察控制效果，直到满意为止，就可以确定p K 值。
综上所述，PID 控制器中参数p K 、i T 、d T 的取值对系统工作状态的影响作用可以简单概括为3点：
1. p K 的影响。比例控制能迅速产生与误差成正比的调节作用，从而减少稳态误差，但是比例控制不能消除稳态误差。p K 的加大会引起系统的不稳定，容易产生振荡，使得调节时间延长。相反，若p K 太小会使系统动作缓慢，灵敏度降低。在系统稳定的情况下，如果加大
p K ，可提高控制精度，减小误差。
2. i T 的影响。积分控制主要用于消除静差。i T 太小，积分作用强，系统将不稳定；i T 偏小，振荡次数较多，超调量较大；i T 太大，积分作用弱，对系统性能的影响减小；i T 合适时，过渡过程特性比较理想。在系统稳定的情况下，i T 太大时，消除误差太慢；i T 太小，系统将不稳定。
3. d T 的影响。微分控制可以根据误差变化的速度提前给出较大的调节作用。微分部分反映了系统变化的趋势，它较比例调节更为及时，可以“防患于未然”，所以微分部分具有超前和预测的特点。当d T 增大时，超调量减少，动态性能得到改善。但当d T 太大时，会引起过大的超调，系统不稳定；d T 太小，调节质量改善不大。
实验操作
本实验按照如下步骤进行操作：
首先按照该接线图连接控制电路：
图7.1 实验电路接线图
其实物接线图如下：
图7.2实物电路接线图
完成连接后，打开电源，在计算机组态软件中输入以给电动调节阀信号使其开启。之后打开水泵，调节各个阀开度，以使加热箱的内外腔室水流量稳定，建立回路。
打开电加热器电源，对调节器Ⅲ进行调节，具体参数如下：
设置调节器中M值为30，待加热稳定后改变M值为70，此为正阶跃，实验进行至温度稳
定后，再将M值由70该为30，此为反阶跃。
4、当温度重新达到稳定后，将组态软件中的温度历史曲线截图保存，实验结束，关闭电源并整理器材。
实验结果如下图所示:
图7.3实验记录图Ⅰ
在上述实验结果的相同条件下，仅增大实验台中电加热水箱的进出口流速及减小加热水箱内的水体容积，则得到的实验数据如下图所示：
图7.4实验记录图Ⅱ
Matlab软件介绍
简介
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple、MathCAD并称为四大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB 也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
发展历程
20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年代，MATLAB已成为国际
控制界的标准计算软件。目前Matlab已由最早的Matlab 1.0版本发展至2012年9月11日发布的Matlab 8.0（R2012b）版本。本实验就是在Matlab8.0平台下进行模拟的。
Simulink介绍
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。
构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。Simulink与MATLAB紧密集成，可以直接访问MATLAB 大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
Simulink的启动
1、在MATLAB命令窗口中输入simulink
结果是在桌面上出现一个称为Simulink Library Browser的窗口，在这个窗口中列出了按功能分类的各种模块的名称。
当然用户也可以通过MATLAB主窗口的快捷按钮来打开Simulink Library Browser窗口。
2、在MATLAB命令窗口中输入simulink3
结果是在桌面上出现一个用图标形式显示的Library :simulink3的Simulink模块库窗口。
两种模块库窗口界面只是不同的显示形式，用户可以根据各人喜好进行选用，一般说来第二种窗口直观、形象，易于初学者，但使用时会打开太多的子窗口。
Simulink模块介绍
SIMILINK模块库按功能进行分类，包括以下8类子库：
Continuous（连续模块）
Discrete（离散模块）
Function&Tables（函数和平台模块）
Math（数学模块）
Nonlinear（非线性模块）
Signals&Systems（信号和系统模块）
Sinks（接收器模块）
Sources（输入源模块）
1、连续模块（Continuous） continuous.mdl
Integrator：输入信号积分
Derivative：输入信号微分
State-Space：线性状态空间系统模型
Transfer-Fcn：线性传递函数模型
Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型
Memory：存储上一时刻的状态值
Transport Delay：输入信号延时一个固定时间再输出
Variable Transport Delay：输入信号延时一个可变时间再输出
2、离散模块（Discrete） discrete.mdl
Discrete-time Integrator：离散时间积分器
Discrete Filter：IIR与FIR滤波器
Discrete State-Space：离散状态空间系统模型
Discrete Transfer-Fcn：离散传递函数模型
Discrete Zero-Pole：以零极点表示的离散传递函数模型
First-Order Hold：一阶采样和保持器
Zero-Order Hold：零阶采样和保持器
Unit Delay：一个采样周期的延时
3、 Function&Tables（函数和平台模块） function.mdl
Fcn：用自定义的函数（表达式）进行运算
MATLAB Fcn：利用matlab的现有函数进行运算
S-Function：调用自编的S函数的程序进行运算
Look-Up Table：建立输入信号的查询表（线性峰值匹配）
Look-Up Table(2-D)：建立两个输入信号的查询表（线性峰值匹配）4、 Math（数学模块） math.mdl
Sum：加减运算
Product：乘运算
Dot Product：点乘运算
Gain：比例运算
Math Function：包括指数函数、对数函数、求平方、开根号等常用数学函数
Trigonometric Function：三角函数，包括正弦、余弦、正切等
MinMax：最值运算
Abs：取绝对值
Sign：符号函数
Logical Operator：逻辑运算
Relational Operator：关系运算
Complex to Magnitude-Angle：由复数输入转为幅值和相角输出
Magnitude-Angle to Complex：由幅值和相角输入合成复数输出
Complex to Real-Imag：由复数输入转为实部和虚部输出
Real-Imag to Complex：由实部和虚部输入合成复数输出
5、 Nonlinear（非线性模块） nonlinear.mdl
Saturation：饱和输出，让输出超过某一值时能够饱和。
Relay：滞环比较器，限制输出值在某一范围内变化。
Switch：开关选择，当第二个输入端大于临界值时，输出由第一个输入端而来，否则输出由第三个输入端而来。
Manual Switch：手动选择开关
6、Signal&Systems（信号和系统模块） sigsys.mdl
In1：输入端。
Out1：输出端。
Mux：将多个单一输入转化为一个复合输出。
Demux：将一个复合输入转化为多个单一输出。
Ground：连接到没有连接到的输入端。
Terminator：连接到没有连接到的输出端。
SubSystem：建立新的封装（Mask）功能模块
7、Sinks（接收器模块） sinks.mdl
Scope：示波器。
XY Graph：显示二维图形。
To Workspace：将输出写入MATLAB的工作空间。
To File(.mat)：将输出写入数据文件。
8、Sources（输入源模块） sources.mdl
Constant：常数信号。
Clock：时钟信号。
From Workspace：来自MATLAB的工作空间。
From File(.mat)：来自数据文件。
Pulse Generator：脉冲发生器。
Repeating Sequence：重复信号。
Signal Generator：信号发生器，可以产生正弦、方波、锯齿波及随意波。
Sine Wave：正弦波信号。
Step：阶跃波信号。[2]
利用Matlab中的Simulink模块建立模型
如图，在打开的simulink library中将模型中所需要的环节拖入新建的模型中
图8.1
图8.2
图8.3
将各环节的关系用线连起，再将环节参数输入，即可得到所需的系统模型，如图所示：
图8.4 Simulink模型图
建立好模型后，点击运行该控制系统，再双击“示波器（scope）”查看所得到的输出曲线，如下图：
图8.5 输出响应曲线图
利用Matlab模拟系统响应曲线
根据以上得到的水箱传递函数 ,假定电加热器传递函数中，则其传递函数为，由实验采用PID调节器中的参数分别为P=71，I=39，D=0。利用matlab中的simulink组件建立模拟系统如下图所示：
输入为在第5个单位时间由70至30的阶跃输入：
图9.1 Simulink中阶跃输入实验模型
其响应曲线为：
图9.2模型输出响应曲线
可以看出，该系统的超调量为64.2%，调节时间约为0.7s，峰值时间为0.2s。
输入为单位斜坡输入：
图9.3 Simulink中斜坡输入实验模型
其响应曲线为：
图9.4模型输出响应曲线
在simulink下PID参数的整定
PID参数的整定就是合理地选择PID三个参数。应该从系统的稳定性、响应速度，超调量和稳态精度等各方面进行考虑。
比例参数P的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。随着P的增大系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但是系统易产生超调，系统的稳定性变差，甚至会导致系统不稳定。P取值过小，调节精度降低，响应速度变慢，调节时间加长，使系统的动静态性能变坏。
例如当只取P为20时：
图10.1
其响应曲线为：
图10.2
而当只取P为50时：
图10.3
系统的响应曲线为:
图10.4
可以看出，随着P参数的增大，系统的调节精度增加，但超调量也随之增加，P=50时的控制系统不如P=20时稳定。
积分作用参数I的一个最主要作用是消除系统的稳态误差。I越大系统的稳态误差消除的越快，但I也不能过大，否则在响应过程的初期会产生积分饱和现象。若I过小，系统的稳态误差将难以消除，影响系统的调节精度。另外在控制系统的前向通道中只要有积分环节总能做到稳态无静差。从相位的角度来看一个积分环节就有90° 的相位延迟，也许会破坏系统的稳定性。
例如当只取I为50时：
图10.5
系统的响应曲线为：
图10.6
可见单纯的使用I参数调节，使得系统的稳定性被破坏，系统响应为发散的，系统将无法调节。
微分作用参数D的作用是改善系统的动态性能，其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。但D不能过大，否则会使响应过程提前制动，延长调节时间，并且会降低系统的抗干扰性能。
例如当只取D为20时：
图10.7
图10.8
重庆大学自动控制原理2第9章 习题参考答案_作业
9-2 已知非线性系统的微分方程为 (1) 320x x x ++= (2) 0x xx x ++= (3) 0x x x ++= (4) 2(1)0x x x x --+= 试确定系统的奇点及其类型，并概略绘制系统的相轨迹图。 解 (1) 奇点(0, 0)。特征方程为 2320λλ++= 两个特征根为 1,21, 2λ=-- 平衡点(0, 0)为稳定节点。 在奇点附近的概略相轨迹图： x (2) 奇点(0, 0)。在平衡点(0, 0)的邻域内线性化，得到的线性化模型为 0x x += 其特征方程为 210λ+= 两个特征根为 1,2j λ=±
1 平衡点(0, 0)为中心点。 在奇点附近的概略相轨迹图： x (3) 奇点(0, 0)。原方程可改写为 00 00 x x x x x x x x ++=≥?? +-=
2 为 0x x x -+= 其特征方程为 210λλ-+= 两个特征根为 1,20.50.866j λ=± 平衡点(0, 0)为不稳定焦点。 在奇点附近的概略相轨迹图： x 9-6 非线性系统的结构图如图9-51所示，其中0.2a =，0.2b =，4K =， 1T s =。试分别画出输入信号取下列函数时在e -e 平面上系统的相平面 图（设系统原处于静止状态）。 (1) () 2 1()r t t = (2) () 2 1()0.4r t t t =-+ (3) () 2 1()0.8r t t t =-+ (4) () 2 1() 1.2r t t t =-+ 图9-51 题9-6图 解：由系统结构图可得4c c u +=。由于e r c =-，那么4e e u r r ++=+。
重庆大学---2008-2009-06级高电压技术_A答案
重庆大学 高电压技术 课程试卷 2008 ~2009 学年 第 2 学期 开课学院： 电气学院 课程号： 6000490 考试日期：16/5/2009 考试方式： 考试时间： 120 分钟 一、 单项选择题（1分/每小题，共10分） 1. 下列各项中与电晕放电无关的是 A 。 A ．均匀电场 B ．自持放电 C ．进线段保护 D ．电能损耗 2. 在极不均匀电场中，与极性效应无关的是 B 。 A ．空间电荷 B ．非自持放电 C ．电晕放电 D ．正负50%放电电压 3. 直流电压分别作用于以下四种距离均为10 cm 的气体间隙时击穿电压最低的是 A 。 A.针（+）—板（–） B.针（–）—板（+） C.针—针 D.球—球 (球径50cm) 4. 均匀电场中的同一间隙, 当介质为 B 时其沿面工频闪络电压为最高。 A ．空气 B ．石蜡 C ．玻璃 D ．陶瓷 5. 通过绝缘电阻的测量可发现电气设备绝缘的缺陷是 D 。 A ．气泡 B ．杂质 C ．分层脱开 D ．瓷质绝缘表面污秽 6. 工程上直流高电压电压值的测量不能采用 C 。 A ．球隙 B ．电阻分压器 C ．电容分压器 D ．静电电压表 7. 电力工程中电气设备最常见的耐压试验是 B 耐压试验。 A ．直流 B ．工频交流 C ．雷电冲击 D ．操作冲击 8. 雷直击110kV 架空输电线路导线时的耐雷水平大约是 D 。 A ．3.5kV B ．3.5kA C ．7kV D. 7kA 9. 变电站中变压器到避雷器的最大允许电气距离与 D 。 A.侵入波的幅值成反比 B.避雷器残压成正比 C.变压器的冲击耐压值成反比 D.侵入波陡度成反比 10. 不带高压并联电抗器的空载长线路沿线工频电压的分布按 B 。 A.直线规律 B.余弦规律 C.正弦规律 D.指数规律 二、 填空题（1分/每小题，共30分） 1. 气体中带电质点的产生途径主要来自气体（空间游离）和 电极(表面游离)。 2. 解释气体放电机理的基本理论主要是 汤逊理论 和 流注理论 。 3. 非标准大气条件下的放电电压应该进行 温度、湿度 及气压（海拔高度） 的校正。 4. SF 6气体具有优异的 绝缘 性能和 灭弧 性能而被广泛用于高压电器中。 5. 电压作用下介质的基本电气性能有 极化 、 电导 和 介质损耗 。 6. 电气设备中固体介质不仅电气上要起 绝缘 作用而且往往还要起 机械 作用，固体介质的击穿除了 电 击穿和 热 击穿外主要是 电化学 击穿引起 的。 7. 可用 球隙 、 静电电压表 和 分压器+低压表 对交流高电压进行测量。 8. 多级冲击高电压的产生原理是先对电容器 并联 充电, 然后利用点火球隙 的 放电再通过电容器 串联 放电来实现的。 命 题人：刘渝根 组题人：刘渝根 审题人：司马文霞 命题 时间 ： 2009.5 教 务处制 学院 专业、班 年级 学号 姓名 公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊 封 线 密
机械设计课程设计封面与格式
机械设计课程设计 计算说明书 设计题目： 小组名称： 姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 成绩： 日期：2013年4月
目录 第一章设计目的 (1) 1.1 设计任务说明（二级标题） (1) 1.1.1 设计题目(三级标题） (1) 1.1.2 相关说明 (1) 1.2 设计目的 (1) 第二章设计方案 (1) 第三章设计计算过程 (2) 3.1 变速器基本参数的确定 (2) 3.1.1 中心距的确定 (2) 3.1.2 轴向尺寸的确定 (3) 第四章心得体会 (4) 参考文献 (4) 计算说明书格式说明 (5)
第一章设计目的1.1 设计任务说明（二级标题） 1.1.1 设计题目(三级标题） 1.1.2 相关说明 1.2 设计目的 第二章设计方案
第三章设计计算过程 中心距的确定3.1 变速器基本参数的确定 3.1.1 中心距的确定 变速器简图如图3.1所示。 初选中心距时，可根据下述经验公式： 3 max1 A e g A K T iη =(3-1) 式中：A——变速器中心距（mm）； A K——中心距系数，对轿车，8.9~9.3 A K=，对货车， 8.69.6 A K= ，对多档 主变速器，9.511 A K= ； max e T——发动机最大转矩（N m ）； 1 i——变速器一挡传动比； g η——变速器传动效率，取96%。 根据设计要求可知， max 2400 e T N m = ， 1 6.540 i=，故： 3 max1 A e g A K T iη = () 32400 6. 8.6~9.540 696% =?? ? 212.42237.11mm = 初选215 A mm =。 初选 215 A mm =
有限元程序课程设计
重庆大学本科学生课程设计任务书 课程设计题目有限元程序设计 学院资源及环境科学学院专业工程力学年级2010级 已知参数和设计要求： 1.独立完成有限元程序设计。 2.独立选择计算算例，并能通过算例判断程序的正确性。 3.独立完成程序设计报告，报告内容包括理论公式、程序框图、程序本 体、计算算例，算例结果分析、结论等。 学生应完成的工作： 1.复习掌握有限单元法的基本原理。 2.掌握弹性力学平面问题3节点三角形单元或4节点等参单元有限元方法 的计算流程，以及单元刚度矩阵、等效节点载荷、节点应变、节点应力 和高斯积分等的计算公式。 3.用Fortran语言编写弹性力学平面问题3节点三角形单元或4节点等参 单元的有限元程序。 4.在Visual Fortran 程序集成开发环境中完成有限元程序的编辑和调试 工作。 5.利用编写的有限元程序，计算算例，分析计算结果。 6.撰写课程设计报告。 目前资料收集情况（含指定参考资料）： 1.王勖成，有限单元法，北京：高等教育出版社，2002。 2.O.C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, Finite Element Method, 5th Eition, McGraw-Hall Book Company Limited, 2000。 3.张汝清，董明，结构计算程序设计，重庆：重庆大学出版社，1988。 课程设计的工作计划： 1.第1周星期一上午：教师讲解程序设计方法，程序设计要求和任务安 排。 2.第1周星期一至星期二完成程序框图设计。 3.第1周星期三至第2周星期四完成程序设计。 4.第2周星期五完成课程设计报告。 任务下达日期 2013 年 6 月 6 日完成日期 2013 年 07 月 03 日 指导教师（签名） 学生（签名）
重庆大学自动控制原理本科试卷A
重庆大学 自动控制原理 课程试卷 2006 ~2007 学年 第 1 学期 开课学院： 自动化学院 考试日期： 2007-01 考试方式： 考试时间： 120 分钟 一、（20%）带有保护套管的热电偶的传热过程可用如下的方程组来描述， 12222q q dt dT C m -= 1 111q dt dT C m = 22 2R T T q -= 11 2 1R T T q -= 选定0T 作为,1T 输入作为输出，完成以下要求。 1、 根据所给方程组，画出该过程的动态结构图； 2、 整理出0T 和1T 之间的传递函数。 二、（20%）系统的动态结构图如图1所示，要求输入r(t)单位阶跃时,超调量%20≤P σ，峰值时间s t P 1=。 图 1 三、（15%）设单位负反馈系统的开环传递函数为 )()(22 +=s s K s G 1、 试绘制系统根轨迹的大致图形（需给出相应的计算），并讨论参数K 对系 统稳定性的影响。 式中， 0T ：介质温度；1T ：热电偶温度；2T ：套管温度； 11C m ：热电偶热容； 22C m ：套管热容； 1R ：套管与热电偶间的热阻； 2R ：介质与套管间的热阻 1q ：套管向热电偶传递的热量；2q ：介质向套管传递的热量 1、 试确定K 和Kt 的值。 2、在所确定的K 和Kt 的值下，当输入r(t)单位阶跃时，系统的稳态误差是多少？
2、 若增加一个零点1-=z ，此时根轨迹的形状如何？，该零点对系统稳定性有何影响。 3、 上问中，若增加的零点是3-=z ，此时根轨迹的形状又如何？你能作出什 么初步结论？ 四、（20%）系统的开环传递函数为： ).()()(1204 2 +=s s s H s G 1、 绘制系统的开环幅频渐近特性(需标注各段折线的斜率及转折频率)，并 求出系统的相位裕量； 2、 在系统中串联一个比例-微分环节)(1+s ，绘制校正后系统的开环幅频渐近特性，并求出校正后系统的开环截止频率和相位裕量； 3、 比较前后的计算结果，说明相对稳定性较好的系统，对数幅频特性在中 频段应具有的形状。 五、（15%）用描述函数法分析图2所示系统的稳定性，判断系统是否自振，若 有自振，求自振频率和振幅。其中： A M A N π4= )( 六、（10%Φ(z)。 (r (r )(t
2018年重庆大学本科论文格式模板
重庆大学本科学生毕业设计（论文） 基于人工智能的快论文排版系统研究 学生：快论文 学号：20135091612 指导教师：***教授 专业：计算机 重庆大学计算机学院 二O一七年六月
Graduation Thesis of ChongqingUniversity Research on Kuai65 Typesetting System Based on Artificial Intelligence Undergraduate: Kuai65 Supervisor: Prof.*** Major: Computer Science College of MaterialScience and Engineering ChongqingUniversity June 2017
重庆大学本科学生毕业设计（论文） 摘要 快论文（https://www.wendangku.net/doc/2b7892689.html,）是一款专业的毕业论文在线排版系统，上传论文草稿，选定学校模板，点击一键排版，只需几分钟就可完成论文排版，免费下载预览，满意后付款。快论文平台现已汇集了全国617所高校权威毕业论文模板，均源自各校官方最新发布的毕业论文撰写规范，基本涵盖了各类高校毕业论文格式要求。 据统计，毕业论文排版涉及的几十项格式设置中，80%的操作都属于不常用操作，因此绝大多数同学以前没用过，以后用到的概率也很低，但为了达到排版的规范，却需要花费大量的时间去解读论文撰写规范和学习这些不常用的word操作。面对复杂的格式规范，大多数同学熬夜反复调整修改却还是存在各种各样的问题。 基于人工智能的快论文排版系统，剔除了人们手动排版时不可避免的误操作，和由于视觉疲劳导致的错漏等，较之传统的人工排版方式，质量更可靠，价格更优惠，速度更快捷。快论文平台秉持人性化的设计理念，在充分研究分析人们的操作习惯的基础上，针对应届毕业的大学生，充分考虑其个性需求，设计并开发完成了一个界面简洁、功能强大、操作便捷的毕业论文排版和编辑系统，帮助大学生提高毕业论文写作效率和提升毕业论文质量。 快论文根据各个高校官方的论文写作规范要求，分别构建了属于各高校自己的定制模板，更准确，更便捷，是国内最大的毕业论文排版平台。 关键词：快论文；专业排版；质量可靠；价格优惠；值得信赖 I
高电压技术领域的院士
高电压技术领域的院士 徐士高 高电压技术专家。山东黄县人。1933年毕业于北平大学工学院。1943年获德国柏林工业大学博士学位。电力工业部电力科学研究院总工程师、高级工程师。著作有《变压器油问题》、《变压器油的混合问题》、《链条炉排锅炉的燃烧与改装》、《先令电桥和介质损失与电气设备的检验》等。 1980当选为中国科学院院士(学部委员)。 郑健超 郑健超（1939.10.6－）高电压技术专家。广东省中山市人。1963年2月清华大学电机系毕业，1965年9月该校研究生毕业。电力科学研究院名誉院长、中国广东核电集团公司科技委主任、高级工程师。长期从事高电压外绝缘、防雷和高电压测试技术领域的研究并取得了多项重要成果。系统阐明了温度、压力、湿度对外绝缘强度的联合作用，为改进放电电压的气象修正方法提供了理论依据。主持了我国航天工程的防雷试验研究，为保障运载火箭和发射场的防雷安全提出了重要改进措施。曾负责一系列有关绝缘子机电性能的研究课题，为超高压交直流线路绝缘子的国产化和质量改进做出了贡献。是我国第一台6000千伏户外式冲击电压发生器的主要设计者之一。近年来曾主持或参与了灵活交流输电技术、电力系统故障电流限制技术和输电线路故障精确定位技术的研究，取得了阶段成果。参与了我国能源、核电发展战略的研究。曾获国家科技进步二等奖两项。 1995年当选为中国工程院院士。 雷清泉 雷清泉(1938.7.23 -) 绝缘技术专家。出生于四川省南充地区。1962年毕业于西安交通大学，曾任哈尔滨电工学院教授。现任哈尔滨理工大学教授、博导，中国电工技术学会工程电介质专业委员会委员、副主任。 先后主持完成了国家"九五"重点科技攻关项目1项、国家自然科学基金项目3项、其它科研课题12项，目前主持国家自然科学基金重点项目1项。在利用热激电流技术研究绝缘高聚物中的电子运动规律、评定其耐电老化特性和指导材料的改性等方面取得了多项创新性成果，且达到了国内领先及国际先进水平。发明了共缩聚制备新型省醌黑高聚物粉末材料的新方法，发现了新的导电规律，制成了原始创新的压力温度双参数传感器，解决了国际上半导电高分子粉末材料在传感器领域长期未获应用的多项技术难题，成为此领域的开拓者，为推进其技术进步作出了重大贡献。新型传感器与大庆的采油电泵机组配套，取得了很好的经济效益。
重庆大学课程设计规范化要求
重庆大学本科课程设计规范化要求 第一条装订 课程设计装订顺序为： （1）封面（学校统一规定） （2）指导教师评定成绩表（学校统一封面扉页内的要求没有这项规定，我们不要求） （3）任务书（由指导教师填写） （4）摘要及关键词（仅对论文）（课程设计不要求此项） 摘要是论文内容的简短陈述，一般300字左右。关键词是反映论文主题内容的通用技术词汇，一般为3~5词，并出现在摘要中。 （5）正文 （6）结论（仅对论文） （7）注解（尾注或夹注）（可选项） （8）参考文献 参考文献必须是学生在课程设计中真正阅读过和运用过的，文献按照在正文中的出现顺序编号排列。各类文献的标注格式如下： 著作：[序号]著者.译者.书名.出版社.出版时间.引用部分起止页 期刊：[序号] 著者.译者.文章题目.期刊名.年份.卷号（期刊数）.引用部分起止页 会议论文集：[序号]作者.译者.文章名.文集名.会址.开会年.出版者.出版时间.引用部分起止页 图纸应与计算书分开装订。 第二条论文（计算书）格式 论文（或计算书）手写、打印均可，需采用统一的课程设计用纸。纸张大小A4，上下左右各留20mm页边距。手写时用黑或蓝墨水工整书写；打印：行距均采用固定值，设定值20磅，正文字体使用小四号宋体，小标题使用小四号黑体，大标题使用四号黑体，章节标题使用三号黑体、居中。页眉按“作者姓名：XXXXXX（课程设计题目）”注写，页脚居中，用于标页码。如： 第三条课程设计说明书或论文字数要求：一周不少于3000字；二周不少于4000字；三周及以上不少于5000字。
第四条指导教师应根据规范化要求进行课程设计的形式审查工作。凡形式审查不合格者，学生可以限期（一般不超过学生提交课程设计的时间两天）整改，过时若仍不合格则不评定其课程设计成绩。
重庆大学(自动控制原理)课后答案,考研的必备
第一章绪论 重点： 1．自动控制系统的工作原理； 2．如何抽象实际控制系统的各个组成环节； 3．反馈控制的基本概念； 4．线性系统（线性定常系统、线性时变系统）非线性系统的定义和区别； 5．自动控制理论的三个基本要求：稳定性、准确性和快速性。 第二章控制系统的数学模型 重点： 1.时域数学模型--微分方程； 2.拉氏变换； 3.复域数学模型--传递函数； 4.建立环节传递函数的基本方法； 5.控制系统的动态结构图与传递函数； 6.动态结构图的运算规则及其等效变换； 7.信号流图与梅逊公式。 难点与成因分析： 1.建立物理对象的微分方程 由于自动化专业的本科学生普遍缺乏对机械、热力、化工、冶金等过程的深入了解，面对这类对象建立微分方程是个难题，讲述时 2.动态结构图的等效变换 由于动态结构图的等效变换与简化普遍只总结了一般原则，而没有具体可操作的步骤，面对变化多端的结构图，初学者难于下手。应引导学生明确等效简化的目的是解除反馈回路的交叉，理清结构图的层次。如图1中右图所示系统存在复杂的交叉回路，若将a点移至b点，同时将c点移至d点，同理，另一条交叉支路也作类似的移动，得到右图的简化结构图。
图1 解除回路的交叉是简化结构图的目的 3. 梅逊公式的理解 梅逊公式中前向通道的增益K P 、系统特征式?及第K 条前向通路的余子式K ?之间的关系仅靠文字讲述，难于理解清楚。需要辅以变化的图形帮助理解。如下图所示。 图中红线表示第一条前向通道，它与所有的回路皆接触，不存在不接触回路，故11=?。 第二条前向通道与一个回路不接触，回路增益44H G L -=，故 4421H G +=?。 第三条前向通道与所有回路皆接触，故13=?。 第三章 时域分析法 重点： 1. 一、二阶系统的模型典型化及其阶跃响应的特点； 2. 二阶典型化系统的特征参数、极点位置和动态性能三者间的相互关
《高电压技术》课程标准v
《高电压技术》课程标准 一、课程简介 （一）课程性质 高电压技术是电气工程及其自动化专业本科生的的一门专业限选课，是一门理论和实践紧密联系，培养学生从事电力系统设计、运行、电气设备安装、绝缘试验、检修、电力系统过电压保护等所需的高电压技术知识的专业课。通过本课程的学习，既可以学到高压电方面的相关理论知识，又可以满足企业提出的把岗位技能融入课程体系的人才培养要求，使学生达到企业所需求的实用型高技能人才，拓宽学生视野及知识面，满足用人单位需求，从而全面促进学生的就业工作。本课程在第六学期开设，其前导课程是《电力电子技术》、《电气控制与PLC》、《电力系统分析》等。 （二）课程任务 本课程的任务是通过本课程的学习，使学生初步了解并掌握电力设备绝缘性能、试验方法和电力系统过电压及其防护等方面的基本知识，学会正确处理电力系统中过电压与绝缘这一对矛盾，能够利用所学知识参与工程实践，解决实际问题。 二、课程目标和能力培养
（一）总体目标 通过高压电技术的学习，使学生掌握高压电技术的基本知识和基本技能，初步形成解决生产现场实际问题的应用能力；培养学生的思维能力和科学精神，培养学生学习与新技术的能力；提高学生的综合素质，培养创新意识。拓宽学生视野及知识面，使学生具备成为实用型高技能人才的能力，从而满足用人单位需求，全面促进学生的就业工作。 （二）具体目标 1.知识目标 ●掌握高电压下气体、液体以及固体绝缘电介质的击穿特性； ●掌握绝缘电阻、吸收比的测量原理，接线、测量方法以及测量 结果的分析判断； ●掌握泄露电流试验的原理，接线、微安表的保护、实验结果的 分析判断； ●掌握高压西林电桥测量介质损失角正切的原理，消除干扰因素 影响的措施，注意事项及分析判断的方法； ●了解局部放电测试原理； ●掌握交流耐压试验所用的仪器和设备，接线及试验方法； ●掌握直流耐压试验所用的仪器和设备，接线及试验方法； ●了解冲击耐压试验； ●掌握电力系统的过电压产生原因；
重庆大学 自动控制原理课程设计
目录 1 实验背景 (2) 2 实验介绍 (3) 3 微分方程和传递函数 (6)
1 实验背景 在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制原理是相对于人工控制概念而言的，自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。 在自动控制原理【1】中提出，20世纪50年代末60年代初，由于空间技术发展的需要，对自动控制的精密性和经济指标，提出了极其严格的要求；同时，由于数字计算机，特别是微型机的迅速发展，为控制理论的发展提供了有力的工具。在他们的推动下，控制理论有了重大发展，如庞特里亚金的极大值原理，贝尔曼的动态规划理论。卡尔曼的能控性能观测性和最优滤波理论等，这些都标志着控制理论已从经典控制理论发展到现代控制理论的阶段。现代控制理论的特点。是采用状态空间法（时域方法），研究“多输入-多输出”控制系统、时变和非线性控制系统的分析和设计。现在，随着技术革命和大规模复杂系统的发展，已促使控制理论开始向第三个发展阶段即第三代控制理论——大系统理论和智能控制理论发展。 在其他文献中也有所述及（如下）： 至今自动控制已经经历了五代的发展： 第一代过程控制体系是150年前基于5－13psi的气动信号标准（气动控制系统PCS，Pneumatic Control System）。简单的就地操作模式，控制理论初步形成，尚未有控制室的概念。 第二代过程控制体系（模拟式或ACS,Analog Control System）是基于0－10mA或4－20mA 的电流模拟信号，这一明显的进步，在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。它标志了电气自动控制时代的到来。控制理论有了重大发展，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础；控制室的设立，控制功能分离的模式一直沿用至今。 第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）.70年代开始了数字计算机的应用，产生了巨大的技术优势，人们在测量，模拟和逻辑控制领域率先使用，从而产生了第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）。这个被称为第三代过程控制体系是自动控制领域的一次革命，它充分发挥了计算机的特长，于是人们普遍认为计算机能做好一切事情，自然而然地产生了被称为“集中控制”的中央控制计算机系统，需要指出的是系统的信号传输系统依然是大部分沿用4－20mA的模拟信号，但是时隔不久人们发现，随着控制的集中和可靠性方面的问题，失控的危险也集中了，稍有不慎就会使整个系统瘫痪。所以它很快被发展成分布式控制系统（DCS）。 第四代过程控制体系（DCS，Distributed Control System分布式控制系统）：随着半导体制造技术的飞速发展，微处理器的普遍使用，计算机技术可靠性的大幅度增加，目前普遍使用的是第四代过程控制体系（DCS，或分布式数字控制系统），它主要特点是整个控制系统不再是仅仅具有一台计算机，而是由几台计算机和一些智能仪表和智能部件构成一个了控制
重庆大学硕士论文格式标准
重庆大学博士、硕士学位 论文撰写格式标准(2007修订) 重大校〔2007〕468号 1.引言 1.1制定本标准的目的是为了统一规范我校博士、硕士学位论文的格式，保证学位论文的质量，便利信息系统的收集、存储、处理、加工、检索、利用、交流、传播。 1.2本标准适用于申请硕士学位、博士学位的学位论文的撰写格式。 1.3本标准是参照《中华人民共和国标准科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》(GB7713－87)、《中华人民共和国文后参考文献著录规则》(GB7714－87)和美国心理学会论文格式APA (American Physiological Association)制定的。 2.学位论文 学位论文是作者作为提出申请相应学位时评审和答辩用的学术论文，必须是作者本人独立完成的研究成果，应是一篇系统而完整的学术论文。 学位论文应提供新的科技信息，其内容应有所发现、有所发明、有所创造、有所前进，而不是重复、模仿抄袭前人的工作。 2.1硕士学位论文应能表明作者确已在本门学科上掌握了坚实的基础理论和系统的专业知识，并对所研究课题有新的见解，有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。硕士论文工作时间一般不得少于一学年。 2.2博士学位论文应能表明作者确已在本门学科上掌握了坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，并具有独立从事科学研究工作的能力，在科学或专门技术上做出了创造性的成果。博士论文工作时间一般不得少于两学年。 2.3学位论文应采用最新颁布的汉语简化文字、符合《出版物汉字使用管理规定》，由作者在计算机上输入、编排与打印完成。论文主体部分字数硕士学位论文一般不少于3万字，博士学位论文一般不少于5万字。学位论文内容应立论正确、推理严谨、文字简练、层次分明、说理透彻，数据真实可靠。 2.4学位论文作者应在选题前后阅读大量有关文献，硕士学位申请者的文献阅读量不少于20篇，其中外文文献不少于三分之一；博士学位申请者的文献阅读量不少于80篇，其中外文文献不少于三分之一。文献综述部分应对所读文献加以分析和综合。在学位论文中引用了文献内容的，应将其列入参考文献表，并在正文中引用内容处按照“顺序编码制”(参见附件1)、“作者－出版年制”(参见附件2)和APA格式(参见附件3)注明参考文献或参考文献编号。选择“顺序编码制”时，按文章正文部分引用的文献出现的先后顺序连续编码，并将序号置于方括号中。选择“作者－出版年制”、APA格式时，其参考文献的列表顺序，与正文语种相同的参考文献排列在前，其他语种(参考文献表中的各篇文献首先按文种集中，可分为中文、英文、日文、西文、俄文、其他文种等几部分，然后按作者字母顺序和出版年排列，中文按照作者姓氏的汉语拼音字母排序)排列在后。 在一篇论文中只能选择“顺序编码制”、“作者－出版年制”和“APA 格式”中的一种，其文中的引用格式须与文后参考文献著录格式保持一致，且整篇文章保持一致，不得混用。 3.编写要求 3.1页面要求：学位论文须用A4(210×297mm)标准大小的白纸、60页以上的
重庆大学、清华大学高电压技术习题
高电压技术课程习题 第一章气体的绝缘强度 1－1 空气主要由氧和氮组成，其中氧分子（O2）的电离电位较低，为12.5V。（1）若由电子碰撞使其电离，求电子的最小速度； （2）若由光子碰撞使其电离，求光子的最大波长，它属于哪种性质的射线；（3）若由气体分子自身的平均动能产生热电离，求气体的最低温度。 1－2 气体放电的汤森德机理与流注机理主要的区别在哪里？它们各自的使用范围如何？ 1－3 长气隙火花放电与短气隙火花放电的本质区别在哪里？形成先导过程的条件是什么？为什么长气隙击穿的平均场强远小于短气隙的？ 1－4 正先导过程与负先导过程的发展机理有何区别？ 1－5 雷电的破坏性是由哪几种效应造成的？各种效应与雷电的哪些参数有关？雷电的后续分量与第一分量在发展机理上和参数上有哪些不同？ 1－6 为什么SF6气体绝缘大多只在较均匀的电场下应用？最经济适宜的压强范围是多少？ 1－7 盘形悬式绝缘子在使用中的优缺点是什么？ 1－8 超高压输电线路绝缘子上的保护金具有哪些功用？设计保护金具时应考虑什么问题？ 第二章液体、固体介质的绝缘强度 2－1 试比较电介质中各种极化的性质和特点？ 2－2 极性液体和极性固体电介质的相对介电常数与温度和电压频率的关系如何？为什么? 2－3 电介质导电与金属导电的本质区别为什么？ 2－4 正弦交变电场作用下，电介质的等效电路是什么？为什么测量高压电气设备的绝缘电阻时，需要按标准规范的时间下录取，并同时记录温度？ 2－5 某些电容量较大的设备经直流高电压试验后，其接地放电时间要求长达5～10min，为什么？ 2－6 试了解各国标准试油杯的结构，并比较和评价。 2－7 高压电气设备在运行中发生绝缘破坏，从而引起跳闸或爆炸事故是很多的，请注意观察和分析原因。 第三章电气设备绝缘实验技术 3－1 总结比较各种检查性试验方法的功效（包括能检测出绝缘缺陷的种类、检测灵敏度、抗干扰能力等）。 3－2 总结进行各种检查性试验时应注意的事项。 3－3 对绝缘的检查性试验方法，除本章外，还有哪些可能的方向值得进行探索研究，请举例说明其适用的电气设备和探测的缺陷等。 3－4 现行的绝缘子离线检查性试验存在哪些不足之处，试说明。 3－5 某试验变压器额定功率为10KV A，额定电压为100000/380V，额定电流为0.1/263A，阻抗电压为9％（其中高压绕组占2/3，低压绕组占1/3）。输出端外接保护电阻值为10KΩ。附设测压绕组的变压比（对高压绕组而言）为1/1000。被试品为容性，电容量为2000pF，要求实施试验电压为75Kv，求此时测压绕组输
重庆大学本科课程设计-S3C44B0X最小系统原理图完整版
12345678 D D C C B B A A JTAG 1 2345678910111213141516171819 20CON601 JTAG VDD3.3 nTRST TDI TMS TCK TDO nRESET R602330 R600470RP600 10K LED&KEY D1204 D1205 D1206D1207VDD3.3 LED1 LED2 LED3 LED4S1201 RESET S1202 RESET S1203 RESET S1204RESET EINT4 EINT5 EINT6 EINT7RP601 4.7K RP602 4.7K POWER CLOCK Y10032,768HZ Y10110MHZ C101700PF C12318P C12418P C12518P C12618P P L L C A P X T A L 1 E X T A L 1 X T A L 0 E X T A L 0 RESET C60610uF R611 10K VDD3.3 nRESET VDD3.3 S605 RESET 12V 14 G 7 U602A 74LV14 34U602B 74LV14 R612150 123 CON600 CON3 C605 104 C602 100uF C604104 C601 100uF VDD3.3 VDD2.5 VDD5 C600100uF C603104S600PWRSW VIN 3 G N D 1 VOUT 2 U601 LM1117 VIN 3 G N D 1 VOUT 2 U600 LT1585 S100 OM0 S101 OM1 OM0OM1 VDD3.3
自动控制原理 重庆大学 练习题库及答案
1、微分环节的对数幅频曲线为过点(1，j0)的直线，其斜率为（）。 ?A、 -20dB／dec ?B、 20dB／dec ?C、 -40dB／dec ? (ω)在( )线上正负穿越次数之差等于开环右极点数的1/2。 ?A、-180o ?B、180o ?C、-90o ?o 3、反馈回路包含振荡环节，结果由原来的振荡环节转变成（）。 ?A、积分环节 ?B、微分环节 ?C、振荡环节 ? 4、在下列系统或过程中，属于闭环系统的有（）。 ?A、全自动洗衣机 ?B、电风扇 ?C、电冰箱 ? ?A、 ?B、
?C、 ?D、 6、系统的时域性能指标是根据系统在零初始状态时，对（）的瞬态响应得出的。?A、单位脉冲信号 ?B、单位阶跃信号 ?C、单位斜坡信号 ? 7、二阶系统的闭环增益加大（）。 ?A、快速性能好 ?B、超调量愈大 ?C、t p提前 ? 8、下图中系统为开环稳定(p=0)，其对应的单位阶跃响应是（）。
?A、 ?B、 ?C、 ?D、 9、关于开环传递函数G k(s)、闭环传递函数G B(s)和辅助函数F(s)=1+G k(s)，三者之间的关系是（）?A、 ?B、 ?C、 ?D、
10、（）指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差，也称为静态精度。 ?A、稳定性 ?B、快速性 ?C、准确性 ? 11、哪种信号是使用得最为广泛的常用输入信号。（） ?A、单位脉冲函数 ?B、单位阶跃函数 ?C、单位斜坡函数 ? 12、关于开环传递函数、闭环传递函数G B(s) 和辅助函数F(s)=1+G K(s)三者之间的关系是 ( )。 ?A、三者的零点相同 ?B、G B (s) 的极点与F(s)=1+G K(s) 的零点相同 ?C、G B(s) 的极点与F(s)=1+G K(s) 的极点相同 ? 13、关于系统稳定的说法错误的是（）。 ?A、线性系统稳定性与输入无关 ?B、线性系统稳定性与系统初始状态无关 ?C、非线性系统稳定性与系统初始状态无关 ? 14、控制系统的闭环传递函数是，则其根轨迹起始于（）。?A、G(s)H(s) 的极点 ?B、G(s)H(s) 的零点
重庆大学本科毕业设计(论文)撰写规范化要求
附件3： 重庆大学本科毕业设计（论文）撰写规范化要求 为进一步统一、规范我校本科学生毕业设计（论文）的格式，保证毕业设计（论文）的质量，便利信息系统的收集、存储、利用、交流、传播，参照《中华人民共和国标准科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》和《中华人民共和国文后参考文献著录规则》的相关规定，特制订本要求。 1 毕业设计（论文） 1.1毕业设计（论文）是作者作为毕业与申请获得学士学位的重要依据，必须是作者本人独立完成的设计或研究成果，应具有自身的系统性和完整性。 1.2毕业设计（论文）应提供新的科技信息，其内容应有所发现、有所发明、有所前进、有所创新，而不是重复、模仿抄袭前人的工作。 1.3毕业设计（论文）应采用最新颁布的汉语简化文字、符合《出版物汉字使用管理规定》，由作者在计算机上输入、编排、打印或用钢笔、黑色签字笔（有特殊要求的可用铅笔）手写完成。主体部分字数：理工类专业一般不少于1.5万字，部分特殊专业不得少于0.5万字，其他专业一般不少于1.0万字。毕业设计（论文）内容应正确、严谨、文字简练、层次分明、说理透彻，数据真实可靠。 2 编写要求 2.1页面要求：设计或论文须用A4(210×297mm)标准大小的白纸、70页以上的用双面打印，70页以下用单面打印。页边距按以下标准设置：上边距(天头)为：30 mm；下边距（地脚）25mm；左边距和右边距为：25mm；装订线：10mm;页眉：16mm；页脚：15mm。 2.2 页眉：页眉从摘要页开始到论文最后一页，均需设置。页眉内容：单面印制的，左对齐为“重庆大学本科学生毕业设计（论文）”，右对齐为各章章名；双面印制的，左页居中为“重庆大学本科学生毕业设计（论文）”，右页居中为各章章名。打印字号为小5号宋体，页眉之下有一条下划线。 2.3页脚：从设计或论文主体部分（引言或绪论）开始，用阿拉伯数字连续编页，页码位于每页页脚的中部。 2.4 前置部分从中文题名页起可用罗马字母单独编页。 2.5字体与间距：凡打印的设计或论文字体为小四号宋体，字间距设置为标准字间距，行间距设置为固定值20磅。 3 编写格式 3.1设计或论文章、节的编号：按阿拉伯数字分级编号(见5.2.1)。 3.2设计或论文的构成（按学位论文中先后顺序排列）： 前置部分：封面（见4.1） 中文题名页（见4.2） 英文题名页（见4.2）
2020年春季学期课程作业高电压技术第3次13715008-重庆大学网络教育学院-参考资料
重庆大学网络教育学院-2020年春季学期课程作业高电压技术第3次-参考资料 请认真阅读一下说明然后下载：题库有可能会换，不保证全部都有！请仔细核对是不是您需要的题目再下载！！！！ 本文档的说明：如果题目顺序和你的试卷不一样，按CTRL+F在题库中逐一搜索每一道题的答案，预祝您取得好成绩百！ 一、填空题 (共 6 题、0 / 30 分 ) 1、 雷电冲击波作用下，变压器绕组起始电位大部分压降降落在绕组附近，雷电冲击波越大越大，变压器绕组纵绝缘上承受的电压越高，变压器绕组稳态电位分布与变压器的方式有关。三角形接地的三相变压器在三相同时进波的暂态过程中绕组中部处的电压幅值最高。 参考答案是：首端；陡度；中性点接地 2、 实际输电线路，一般由多根平行架设的导线组成，各导线之间有，电磁过程较复杂，故通常先从单导线着手研究输电线路波过程。 参考答案是：电磁耦合 3、 固体介质受潮后击穿电压迅速，对易吸潮的纤维影响特别大。 参考答案是：下降 4、 雷电放电的形状一般有、和。 参考答案是：线状雷；片状雷；球状雷 5、 沿脏污表面闪络的必要条件是的产生，而流过污秽表面的电流足以维持一定程度的热游离是闪络的充分条件。 参考答案是：局部电弧、泄漏 6、 在超高压系统中，绝缘子串很长，通过安装可以改善电压分布，提高闪络电压。参考答案是：均压环 二、名词解释题 (共 4 题、0 / 20 分 )
1、 吸收比 参考答案是：加压60秒测量的绝缘电阻与加压15秒测量的绝缘电阻的比值 2、 输电线路耐雷水平 参考答案是：雷击时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值。 3、 50%冲击放电电压。 参考答案是：多次施加同样的电压幅值的冲击电压时，气体放电的概率为50%的电压。4、 工程纯液体 参考答案是：净液体电介质的击穿场强虽然很高，但其精制、提纯极其复杂，而且设备在制造及运输中又难免产生杂质，所以工程上使用的液体中总含有一些杂质，称为工程纯液体。 三、计算题 (共 4 题、0 / 20 分 ) 1、 某电厂原油罐直径为10m，高出地面10m，现采用单根避雷针保护，针距罐壁最少5m，试求该避雷针的高度是多少？ 参考答案是：解：设针高h<30m 则p=1,物高hx=10m,保护半径rx=10+5=15m 若 h≦2hx(即h≦20m) 由rx=(h-hx)p 代入数据得：15=(h-10)×1 解得h=25m（与h≦20m 不符，舍去）若h>hx(即h>20m), 由rx=(1.5h-2hx)p代入数据得：15=(1.5h-2×10)×1 解得h=23.34m 由此得该避雷针的高度应为23.34m。 2、 某台电力变压器需进行72KV的工频耐压试验，tgδ试验时测得其等值电容Cx=4200pF。现有数台容量不同的100/0.4(kV)的工频试验变压器，应选择一台额定容量为多少的试验变压器才能满足试验的要求? 参考答案是： 解：被试品的电容电流 I c=ωcU=0.095(A)≈0.1(A)
重庆大学学术学位论文发表要求
重庆大学文件 重大校…2014?104号 关于印发《重庆大学学术学位研究生 申请硕士、博士学位发表学术论文 基本要求》的通知 各二级单位： 《重庆大学学术学位研究生申请硕士、博士学位发表学术论文基本要求》已于2013年12月27日校学位评定委员会第九届十次会议审议通过，现印发给你们，请遵照执行。 - 1 -
重庆大学 2014年4月11日 重庆大学学术学位研究生申请 硕士、博士学位发表学术论文基本要求 学术论文撰写和发表是学术学位研究生学术能力训练的重要途径和学术成果的重要体现。为提高我校研究生培养质量，对我校学术学位研究生申请硕士、博士学位发表学术论文的基本要求规定如下： 一、申请硕士学位发表学术论文的基本要求 学术学位硕士研究生在申请硕士学位时原则上应发表学术论文一篇。学术论文的发表可以是正式出版的学术刊物，也可以是国际国内学术会议、中国科技论文在线等。具体要求由各学位评定分委员会根据自身实际情况制定，报校学位办公室审核、备案。 二、申请博士学位发表学术论文的基本要求 学术学位博士研究生申请博士学位发表学术论文应符合以下要求： 1.基本要求 理学：应至少在相关学科SCI三区及以上期刊发表学术论文1篇。 工学（含建筑类）：应至少在相关学科SCI三区及以上期刊、或者相当水平EI检索权威期刊上发表学术论文1篇。 - 2 -
经管类：应至少在权威期刊及以上发表学术论文1篇，或在重要期刊上发表学术论文2篇。 法学类：应至少在权威期刊及以上发表学术论文1篇，或在重要期刊上发表学术论文2篇，或在重要期刊上发表学术论文1篇同时在CSSCI期刊上发表法学学术论文2篇，或在有重要影响的CSSCI期刊上发表法学学术论文3篇。 各学院及各学位评定分委员会可根据自身学科特点和学科发展需求，提出高于本基本要求的具体规定，报校学位办公室备案后执行。 2.学术论文发表类别、期刊界定 理学、工学（含建筑类）的SCI检索学术论文分区按照中国科学技术信息研究所最新分区标准执行；EI检索权威期刊按科技处组织制定、学校审定的期刊目录执行。 经管类和法学类的权威期刊和重要期刊按社科处组织制定、学校审定的期刊目录执行。法学类有重要影响的CSSCI期刊按法学院学位评定分委员会制定，学校审定的期刊目录执行。 在以上各种期刊的“增刊”上所发表的论文不能作为申请博士学位发表的学术论文。 三、学术论文的认定 1.学术学位研究生按申请学位的基本要求发表的学术论文，必须是学位申请者在读博士或硕士研究生期间发表，且与学位论文内容紧密相关，以重庆大学为第一署名单位，研究生为第一作 - 3 -
重庆大学生产实习课程设计
重庆大学资源与环境科学学院采矿工程系 采矿工程专业生产实习大纲 一、实习的性质 采矿工程专业生产实习是学生在校学习了《矿山压力》、《固体矿床开采》、《井巷工程》等理论课程之后进行的一次实践活动，是提高学生政治思想觉悟，理论联系实际，培养德智体美全面发展的采矿高级工程技术人才的重要的必不可少的教学环节之一，也是提高采矿工程专业本科教学质量的关键之一。 二、实习的目的 通过生产实习，进一步了解煤矿的生产技术状况及发展情况，巩固和提高所学的理论知识，丰富矿山实践的理性认识，实现理论与实践进一步结合，进一步锻炼学生在采矿开采技术领域发现问题、分析问题、解决问题及实际动手的能力，培养学生劳动意识，并为今后学习《矿井开采设计及优化》、《通风与安全》等后续课程和走向工作岗位打下坚实的实践基础。 三、实习的要求 1、严格遵守国家法令、煤矿安全规程和实习矿井的规章制度，听从指导教师的安排，保证整个实习期间的生活、学习、井下参观、地面参观安全。 2、学生必须遵守实习纪律，按时参加一切实习活动，实习期间不得无故缺席和离开实习地点。 3、执行保密制度，生产用图纸、技术文件、实习笔记、日记及有关资料及数据不得丢失和泄密。 4、虚心向现场工人及工程技术人员学习，密切配合现场工程技术人员，服从领导，听从指挥，认真做好实习笔记，并绘制有关插图，及时消化实习内容。 5、培养劳动意识、安全意识、团结协作精神和吃苦耐劳精神，培养良好的道德修养，树立大学生良好的形象，爱护学校和集体的名誉。实习期间下井劳动、地面参观和听取矿方报告次数不得少于5次。 四、实习的方法、内容 根据实习的具体内容采用井下和地面参观学习，约请矿领导、井领导及技术主管（主任工程师）、采掘、机电、通风等工程技术人员讲课、指导及实习带队