基于Matlab的过程控制实验设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

过程控制是自动化领域的核心课程之一，而matlab作为强大的科学计算和仿真工具，为过程控制系统的设计、分析和优化提供了有效的平台。

本选题以“基于matlab的过程控制实验设计”为研究对象，旨在探究如何利用matlab软件平台，设计出更贴近实际工程需求、更能培养学生实践能力和创新意识的虚拟仿真实验项目，以提高过程控制课程的教学质量，并为相关领域的工程应用提供参考。

1. 研究目的

2. 本选题国内外研究状况综述

随着计算机技术的发展和过程控制理论的不断完善，matlab软件在过程控制领域的应用日益广泛。

国内外学者在基于matlab的过程控制实验设计方面开展了大量研究工作，并取得了一系列成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题将围绕matlab软件在过程控制实验中的应用展开研究，主要内容包括以下几个方面：

1. 主要内容

1.过程控制基本理论研究：本部分将回顾过程控制的基本理论，包括开环控制系统与闭环控制系统、传递函数与状态空间模型、pid控制及其参数整定、稳定性分析等内容，为后续实验设计奠定理论基础。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真实验和案例分析相结合的方法。

1.理论分析：首先，系统地研究过程控制的基本理论，包括pid控制、稳定性分析、系统辨识等，为实验设计提供理论指导。

2.仿真实验：利用matlab/simulink构建典型过程控制系统的仿真模型，例如，液位控制系统、温度控制系统等，并设计相应的实验方案。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.注重实验设计与实际工程应用的结合：本研究将结合具体的工程案例，设计更贴近实际工程需求的虚拟仿真实验，以提高学生的实践能力。

2.探索基于matlab的pid参数优化方法：本研究将利用matlab强大的优化工具箱，探索高效、实用的pid参数优化方法，以提高控制系统的性能。

3.开发可视化程度高、交互性强的虚拟仿真实验平台：本研究将利用matlab友好的图形用户界面(gui)设计功能，开发可视化程度高、交互性强的虚拟仿真实验平台，以提高学生的学习兴趣和效率。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘金琨. 自动控制原理[m]. 7版. 北京: 电子工业出版社, 2021.

[2] 薛定宇. 控制系统计算机辅助设计——matlab语言及应用[m]. 4版. 北京: 清华大学出版社, 2019.

[3] 邵晓军, 杨帆, 宋志坚. 基于matlab的控制系统仿真与实验[m]. 北京: 清华大学出版社, 2018.