随着计算机技术的发展和系统科学的全面开发,结合计算机技术、控制技术、图像技术、三维技术等技术的进步,衍生了一门全新的科学技术——计算机仿真技术。下面是我为大家整理的计算机仿真技术及应用本科 毕业 论文，供大家参考。
《 化工中计算机仿真技术研究 》
摘要：目前，计算机逐渐被普及到生活生产各个方面，并逐渐被拓展至化工行业内应用，计算机仿真技术化工行业内应用范围渐渐被扩大，某种特殊程度上促进化工行业可持续发展。本文由计算机仿真技术化工行业应用角度阐述该技术优势，以及对其应用必要性，希望可以对相关工作者带来一些启示。
关键词：计算机仿真技术;化工;应用
伴随科学技术逐渐发展进步，化工行业设施装置逐渐趋于大型化、复杂化发展，自动化水平逐渐提升，操作要求更加严格。需要相关操作人员与技术人员渐渐提升自身业务能力与水平，不单确保生产设备能够稳定安全与长期运行，还需要有关工作者对于发现事故做到尽快合理处理，争取避免有所损失。在化工行业里，传统培训体系偏向于师傅带领徒弟传帮带形式，而有关工作人员对于故障处理的能力，通常要靠长时间实践积累为主，还要具备资历师傅将其所掌握的原封不动传授给徒弟。该方式比较真实，但却受到授培训时间与周期限制，培训内容缺少丰富性，某种程度上有可能增加相关工作者独立上岗时间，不符合生产技术可持续发展与生产装置更新所需。
1应用计算机仿真技术重要性
化工行业常需要针对部分具体工程设备与工艺流程予以操作，才逐渐深入至岗位操作人员，然后通过培训，培训工作通常结合实物挂图与微缩器具将知识传授出去，传授过程比较枯燥。实物挂图与教具基于实用因素与经济因素，并不选择大尺寸，致使所有培训工作人员详细掌握相关操作与原理。结合3D技术绘制能够让设备形象更趋于逼真化，可做任意旋转，使培训工作人员可实现全方位观察工艺与设备[1]。结合Flash技术制作设备动画有效代替挂图，对设备动态进行演示的时候更为生动形象，帮助相关人员针对设备工作原理予以掌握，能够很好带动培训人员热情。并且，使用设备较为方便，对使用要求可以很好满足。
2基于计算机仿真技术化工数据模型
结合计算机做仿真模拟，是把化工过程数理带入计算机当中，接下来经计算机把工艺过程进行模拟与反映。所有原理基于人为因素转变，可以得到与之匹配反应过程与反应结果变化值。通常情况下它存在下述优势。其一，友好人机交互界面。当前，诸多化工业模拟软件设计规则都以微软公司为基础，使相关工作者能快速上手并投入相关操作中，让相关人员感到轻松便捷，培养浓厚实验兴趣，并充分调动起工作积极性与能动性。其二，对工程装备的性能反应较为真实[2]。要充分分析化工设备反应过程，建立同它相互匹配模型，凭借实验把所有过程全权反映出来，对操作工人熟练快速掌握操作技能非常有利。我们在下述 文章 中列举一个化工工业常会涉及到的一个模型，希望可以供相关操作人员参考。计算机仿真系统具有许多特点，如重复、复杂性和多个，20世纪50年代初，西方国家一直在计算机仿真系统的动态和静态特性进行了研究，并取得了非常重要的影响。仿真系统对我国化工行业也进行了一系列的设计和研究，但也限于静态研究范畴。
3针对电子数字方面的研究
基于计算机仿真系统的特点，可以把它看作是非线性的本质，及其相对高阶的时候，分析 方法 和经典控制理论，计算机模拟在化工系统动态性能研究是非常困难的[3]。本文通过计算机在电子数字计算机系统微积分方程，计算，介绍了结合时域动态性能指标体系，这将最终调整方案出来。第一，系统是稳定的;第二，在数值计算时，系统的输入值等于0.0123;第三，在排除干扰因素，把化学工作在正常状态;第四，干扰因素考虑在内的情况下，各种干扰因素也作为单独的个体来处理。本文通过预测校正格式，欧拉方法是迭代微分方程数值积分计算。
4计算机仿真系统的改进方案
当前，化工仿真系统应用范围很广，但由于化工设备操作和较大的工艺流程不同，当前的仿真软件，仿真机器，更好的培训新员工无法满足，因此，未来的新的仿真技术和仿真软件的发展空间仍然是大[4]。未来，应该与自动控制理论相结合，适当参考校正环节能有效地改善系统动态性能的质量，使其有较高的稳定性和抗干扰能力。可以连接到气体的输入端仿真系统的微分和积分负反馈环节，最终会使动态性能大大提高，它相当于系列的介绍和链接。我们计算的结果可以看出，只要相应的参数选择正确获得超出预期的效果。微分和积分部分的结构可以被视为一种天然气供应预感桥，放置在相同的速度管道温度传感器已经变成一座桥两个手臂，表达时间常数很小，时间常数相对较长。仿真系统的输入结构的负面反馈链接到系统具有更好的动态性能。基于基本知识理论，修正的链接对系统控制精度的影响，通过计算结果我们可以看到，只要精心挑选的组件参数，达到理想的效果是指日可待。我们提倡这项计划的最明显的特征是它简单易操作，换句话说，只要其中一个传感器连接到导管，同时本文串并联在同一桥臂上面的。连接到放大器的输入和先进的网络，结合线性系统的自动控制原理做提前修正原则，与放大器的输入电阻和电容组成先进的网络，可以很好的改善系统的动态品质。讨论上述3种改进方案是基于先进的理论为基础，由计算结果可以看到，他们所有的3种基本上可以改善系统的动态品质。第一种和第二种的系统还可以明显改善方案来提高抗干扰能力。和改进项目的这些类是基于现有技术的前提下，没有相对比较容易实现的障碍。当然，想把他们对实际系统的引用，还需要很长一段时间。
5结语
目前，计算机仿真技术生产与培训方面应用比较多，所以，要着重强化对仿真软件与仿真机器开发设计，计算机仿真技术进一步推广，要对该项技术加速深化，让它的应用范围与性能得以提升。计算机仿真技术应用，促进高新技术更进一步发展，促进科学技术加速发展，同一时间为化工行业提供更为广阔发展空间。未来可持续发展当中，化工行业把握计算机仿真技术应用 措施 ，为企业赢得更多收益。
参考文献：
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[2]李晶,侯倩倩,田彬.浅谈计算机仿真技术在我国公铁联运物流系统中的应用[J].通讯世界,2014(22)：3-4.
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[4]赵冉,朱西方.仿真技术在高职计算机网络教学中的应用探讨[J].河南科技,2014(1)：282.
《 计算机仿真技术及其应用 》
随着计算机技术的发展和系统科学的全面开发，结合计算机技术、控制技术、图像技术、三维技术等技术的进步，衍生了一门全新的科学技术——计算机仿真技术。计算机仿真技术在近些年不断的发展，而且科学家在众多的领域都联合计算机机仿真技术进行开发，并取得了良好的成果。本文通过对计算机仿真技术的概况进行阐述，探讨计算机仿真技术的应用。
一、计算机仿真技术的定义
计算机仿真技术通过对科研工程人员和系统操作管理人员进行研究，利用计算机多种软件分析、设计、模拟实际环境，进行仿真的科学实验的技术。计算机仿真技术比真实试验更加省时省力，大大节约科研成本。所以计算机仿真技术一经推出，就受到人们极大的喜欢。
二、计算机仿真技术各阶段的发展及未来发展的趋势
计算机仿真技术根据计算机、图形图像、建模、三维、系统等技术的发展可以分为以下四个阶段发展：
(1)模型试验阶段
(2)数字化仿真阶段
(3)图像化仿真阶段
(4)虚拟现实技术阶段计算机仿真技术在这四个阶段里，每个阶段的发展都各种特色及侧重点。如模型试验阶段就是注重试验建模;数字化仿真就是对计算机数字化设计;图像化仿真注重运用图像进行表达设计;虚拟现实技术采用特色设置配备三维技术，是仿真技术更加逼真。随着社会的发展，计算机 网络技术 的进步，结合人们的生活需求，计算机仿真技术越来越趋于人性化。在未来，计算机仿真技术会朝着几个趋势进行发展：分布式、协同式、沉浸式、网络环境式的计算机仿真技术。如分布交互仿真就是运用计算机网络技术把各地分散的仿真实验进行串联起来构建一个网站的仿真实验环境。协同式仿真就是建立配合生产协同作用。沉浸式仿真就是满足纵向信息分享的要求，使得数据更加直观，更便于分析。网络环境式仿真就是建立在虚拟网络的仿真模式，这种就更具有普遍性。这几个计算机仿真技术发展的方向，从纵向和横向都有发展，至于多方位的满足人们多计算机仿真技术的要求，这也加快了计算机仿真技术的推广。
三、计算机仿真的步骤及技术核心
计算机仿真技术研发的步骤可以分为三大步：一是建立数学模型二是数据模型的程序化三是仿真实验。第一步建立数学模型，即是科研这通过多方面的考究分析，建立起一个特定的具有边际的数据模型来进行对象研究。第二步数据模型的程序化，即是对数据模型进行数字化及编程化。第三步仿真实验即是对已经建好的模型，进行仿真式的模拟实验，形成一个系统的仿真模式。经过这三大步奏，便能得到想要的仿真数据。计算机仿真的关键技术有面向对象的仿真、分布交互仿真、智能仿真三个主要关键技术。这三大关键技术，纵横相互关联的，而且是逐层递进的关系。智能化仿真将是未来的发展趋势，更能满足人们的需求。
四、计算机仿真技术的应用
计算机仿真技术由于它的优越性且高性能多样性，越来越被各行各业看好，并应用与实际的生产中。如航空航天、航海、企业生产、地理勘探、交通运输、农业、 教育 、军事国防、还有各项的科研设计等等，都应用了计算机仿真技术。我们可以根据计算机仿真技术使用的功能及范围，把计算机仿真技术的应用分为：系统的研发及理论研究应用、产品研发应用、人才培育应用。
(一)系统的研发及理论研究应用
在开发研究新的项目是，都需要到对各种数据进行分析，而计算机仿真技术就能应用在这些项目的研发中，通过仿真建模，便能对各个系统的研究，还有理论分析，收集各种数据。如：对航空航天技术的研究应用，主要是对火箭、航天飞船等模拟实验，收集需要的数据等。军事军方领域应用，多先进的军事设备、战地环境进行模式实验。()产品研发应用计算机仿真技术应用于企业产品生产或者各种产业研发生产中，比如工业制造行业的仿真，根据企业生产的产品、建立产品模型、测量产品功能、外观是否能满足需求。医学领域的仿真，对医疗设备或者仿真医疗试验。这些技能节约研发成本，节约人力物力。而且还能提高科技人员的整体技能水平。
(三)人才培育及教育应用
计算机仿真在训练和教育领域中的应用可以是多方面的，比如，在学校的实践教学中，可以仿真虚拟的企业见习，丰富了实践教学的内容，提高的效率、节约能源。在如航天员训练等仿真实验，一方面保证安全、而且还减低了成本，达到预期的效果。计算机仿真技术还在进一步的开发中，在未来，计算机仿真技术在更多的领域得到应用。
五、 总结
随着计算机技术、网络技术、系统知识科学、控制技术的再发展，计算机仿真新技术会发展的突飞猛进。而且计算机仿真技术隐藏着巨大的效益，不管对于哪行哪业，未来计算机仿真技术必将达到产业化，这就使得计算机仿真技术在各个领域越来越广泛的应用，为人类的发展，又翻开了一个全新的篇章。
《 汽车理论教学中计算机仿真技术的应用 》
1课程 教学方法 探讨
汽车理论是一门涉及内容较多、理论性很强、综合多个学科的专业课程，不同于其他汽车专业课程那么形象直观，学生普遍反映难以掌握。根据课程教学内容及其特点，选择适用的教学方法是提高教学效果的关键。对于基本概念、工作原理、受力分析图、曲线图、数据表以及一些结论性的知识点，可以采用多媒体中的文字、图表和动画等方法展示，既可达到直观明了的效果，又可提高教学效率。涉及公式推导和受力分析内容的，宜采用传统的黑板板书教学方式。因为传统的黑板推演过程更能容易引导学生进行 逻辑思维 和 抽象思维 ，对得到的结论印象也会更加深刻。对于比较复杂、抽象的教学内容，可以应用计算机仿真平台通过动画视频，以及现场调取模型进行分析等方式辅助教学，将其形象化以提高学生的感性认识，避免了让教师空洞地陈述、学生想象地去理解的局面，从而提高教学效果。对于汽车性能实验，特别是汽车的操纵稳定性和平顺性实验，由于实验条件的限制多数无法开展。而通过应用计算机仿真技术可以设计与实施一些虚拟仿真实验，从而弥补了实验教学内容的不足。汽车理论课程除理论教学和实验教学内容之外，一般还附带课后作业、课外大作业、课堂演讲以及后续汽车理论课程设计等环节，由于课后题目一致、项目任务单一、可用的计算工具也比较局限(常用 Excel 或Matlab)，往往造成大量抄袭，不利于学生能力的培养与公正的评价。可以考虑以项目为驱动将多种计算机仿真技术融入实践教学环节，以加深学生对理论知识的理解，并激发学习和研究的兴趣。在教学过程中，需要根据具体的教学内容选择恰当的教学手段，结合传统教学方法与现代教学方法，使其发挥各自优势才能获得更好的教学效果。
2计算机仿真技术应用方法探讨
在汽车理论教学中，合理应用计算机仿真技术将对课程的教学和学生的学习效果、对后续课程设计与毕业设计，以及对学生工程软件应用能力的培养带来很大的帮助。下面将从如下几点探讨其应用方法：
2.1建立汽车性能仿真分析辅助教学模型库
首先应根据汽车理论教材，结合学生的具体理解情况，合理选择应用点，对某些重点、难点以及不易讲述的地方，考虑能否应用计算机仿真技术进行辅助教学。应用计算机仿真软件建立汽车性能仿真分析实例库与模型库，在课程教学中可以随时调用视频录像与仿真模型，将汽车的一些结构运动、参数调整、性能分析、曲线变化等复杂问题在课堂中进行动态仿真演示。这样老师就可以方便地进行讲解，并给学生提供了直观、形象的过程与结论，学生理解起来会更容易。同时在教学过程中，向学生展示计算机仿真技术在汽车领域的应用，还可激发学生利用相关软件对理论知识进行学习和应用，为后续课外实践、课程设计、毕业设计等环节打下基础。由于课程所涉及的应用点可能较多，所以模型库建设之初，工作量较大，不过这对学校精品课程建设和直接改善课程教学效果来说是十分必要且一劳永逸的。
2.2各种仿真软件在专业教学中的优势
根据不同计算机仿真软件的专业优势，合理应用于汽车理论教学中，使复杂问题的分析变得直观、清晰，并能激发学生的学习兴趣。Matlab软件是进行汽车性能计算的常用工具，具有强大的数值计算和图形功能，可以方便地完成各种汽车性能的计算;同时，利用Matlab的数值计算函数和Simulink模块，可以对汽车理论中复杂的过程进行仿真分析和求解。这些计算和分析的结果都可以通过Matlab提供的可视化手段呈现给学生，有助于清晰地阐释抽象的概念。[4]车辆性能仿真软件CRUISE是一款专门为汽车传动系统匹配而设计的整车性能仿真软件。模块化的建模方式将整车分为发动机、离合器、变速箱、主减速器等汽车模块，同时设有循环行驶工况、爬坡性能分析、稳态行驶性能分析等计算任务，可方便地进行传统汽车、新能源汽车整车动力性、经济性计算与动力装置参数的匹配分析。与Matlab软件不同的是，该软件建模方便，不同的模块参数和计算任务可以详细、方便地进行设置，更加接近汽车实际模型，计算结果也更加精确。该软件在汽车动力传动系统仿真方面具有其他仿真软件无法比拟的专业性和灵活性，在国内外汽车行业应用十分广泛。ADAMS是一款在汽车行业应用较为广泛的机械系统多体动力学仿真软件，其中ADAMS/CAR模块为一款整车设计软件包，它能够快速建造高精度的整车虚拟样机模型，通过高速动画，直观地再现各种虚拟实验工况下整车的动力学响应，大大减少了对物理样机的依赖。在汽车理论教学中，可通过ADAMS/CAR在虚拟环境中实现悬架、转向系统的运动分析，同时还可进行汽车操纵稳定性和平顺性等相关的仿真实验，解决了由于客观条件限制不能进行的实验教学环节。另外，在汽车仿真技术研究领域还有ADVISOR，CarSim/TruckSim等工程软件，凭借自身的优势和特点，应用也较为广泛。2.3计算机仿真技术在项目驱动实践教学模式中的作用目前多数汽车理论教学进行的课后作业、课外大作业和汽车理论课程设计，以Matlab软件应用较为广泛。通过Matlab软件进行编程计算可对汽车的多项性能进行分析，但是应用Matlab使学生过多偏重于公式计算与编程，具有一定的局限性。而且，单一的课题任务往往伴随大量的抄袭，不利于学生独立解决问题与公正的评价。以多类课题项目为驱动将不同计算机仿真软件应用于汽车理论各个实践教学环节，可解决上述问题。[5]实施过程中，需要构建多个贴合汽车实际使用性能的课题项目，并以同类型仿真软件的应用进行分组学习和指导，使学生在项目学习及完成过程中加深对理论知识的理解及实际应用，激发学生实际分析问题、解决问题的能力。
3计算机仿真技术应用实例
3.1Matlab软件应用实例
汽车的动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。其中，在绘制一下曲线图，如驱动力-行驶阻力平衡图时，以往的教学方法基本是课堂讲授曲线的作图方法，给一个课本已经绘制好的某车型的曲线，然后由曲线分析汽车各档的驱动力的变化。可根据发动机转矩拟合公式、驱动力计算公式、行驶阻力计算公式及车速计算公式，
3.2CRUISE软件应用实例
利用CRUISE软件模块库，可快速搭建传统汽车及新能源汽车动力传动系统仿真模型，通过设置计算任务，对整车动力性、经济性等进行仿真计算。同时，软件自身也提供了多种汽车模型模板，便于初学者进行学习。图3为软件自身提供的传统后轮驱动汽车(FR)动力传动系统仿真模型，通过设置计算任务，可得到丰富的有关汽车动力性、经济性的文本和图表结果分析文件。为设置UDC循环工况后，计算得到的发动机工作点分布示意图，可对发动机与整车动力装置参数进行匹配分析提供依据。
3.3ADAMS软件应用实例
在汽车理论教学中，可通过ADAMS/CAR在虚拟环境中实现汽车操纵稳定性和平顺性等相关的仿真实验，解决实际实验条件限制带来的问题。在ADAMS/CAR中用户可以通过模板自行创建模型，也可调用共享数据库中的系统或整车模型进行仿真分析。以汽车操纵稳定性中的单移线实验为例，对某车整车操纵稳定性进行了虚拟仿真。可根据标准设置实验条件，通过仿真计算，将实验结果以动画、曲线图等方式展现。ADAMS/CAR所提供的仿真实验平台，可使学生方便地进行各种有关操纵稳定性、制动性、平顺性虚拟实验，弥补了实验教学内容的不足。
4结束语
将计算机仿真技术应用到汽车理论教学，可以使教学质量得到明显提高。形象、生动的仿真模型分析与演示，既便于老师的讲述，又使学生对理论知识有了深刻的理解，克服了客观实际条件对理论教学的制约，同时也能培养学生对相关软件学习的兴趣与应用能力。当然充分利用多种计算机仿真工程软件的优势来辅助教学，还需要大量的准备工作，但考虑到对教学效果的提高改善与学生理论知识的学习，这将是十分必要。
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目 录
第1章 绪论 3
1.1背景和意义 3
1.2研究综述和主要方法 4
1.2.1地址资源 4
1.2.2路由分析 4
1.2.3路由策略 5
1.2.4优化处理 6
1.3研究目标与内容 7
第2章 基于ENSP的校园网总体设计 9
2.1设计原则 9
2.2需求分析 9
2.3技术选型 9
2.3.1 VLAN 使用VLAN技术主要考虑到以下优势 9
2.3.2 STP生成树技术与HSRP热备份路由协议技术 10
2.3.3以太网捆绑技术 10
2.3.4 OSPF多出口技术 10
2.4设备选型 10
2.4.1核心层选型 10
2.4.2汇聚层 11
2.4.3接入层 11
2.5目标网络拓扑 11
第3章 基于ENSP的校园网的详细IP地址与VLAN的划分 12
3.1 IP地址划分原则 12
3.2 IP地址及主要VLAN划分 12
3.3三层链路地址划分 13
3.4设备命名及loopback地址 14
3.5网管地址划分及所属VLAN划分 15
3.6 DHCP服务器IP地址池划分 16
第4章 基于ENSP的校园网的局域网设计实施方案 17
4.1基本配置命令 17
4.1.1设置交换机的加密使能口令 17
4.1.2设置登录虚拟终端线时的口令 17
4.1.3设置终端线超时时间 17
4.1.4设置禁用IP地址解析特性 18
4.1.5设置启用消息同步特性 18
4.2配置接入层交换机 18
4.2.1设置接入层交换机的管理IP 18
4.2.2配置访问层交换机AccessSwitch1的访问端口 19
4.2.3设置快速端口 19
4.2.4配置访问层交换机AccessSwitch1的主干道端口 19
4.3 配置分布层交换机DistributeSwitch的VTP 20
4.4 核心层交换服务的实现－配置核心层交换机 20
4.4.1核心层上以太网接口捆绑技术 21
4.4.2 HSRP网关冗余技术 21
第5章 基于ENSP的校园网的策略路由实施方案 24
5.1 VLAN三层路由接入方案 24
5.2路由技术的比较与选择 24
5.3多出口OSPF的实施配置 26
第6章 基于ENSP的校园网的广域网Internet与服务器接入实施方案 29
6.1防火墙 29
6.2服务器模块 31
6.3 DHCP的部署 32
第7章 基于ENSP的校园网的仿真模拟实现 33
7.1仿真拓扑 33
7.2 VLAN仿真与测试 33
7.3 STP生成树仿真与测试 34
7.4 以太网捆绑测试 36
7.5网关冗余技术测试 38
7.6路由的仿真与测试 38
7.7 PAT仿真与测试 39
7.8 DHCP服务器测试 39
结 论 41
参考文献 42
致 谢 44
摘 要
基于策略的路由是一种比基于目的网络的路由更灵活的数据包路由和转发机制。路由器处理需要转发的数据包，通过路由图决策，路由图确定数据包的下一个路由器转发路径。该设计以校园网为背景，采用多出口周边网络方案，可以缓解CERNET与公网互联不畅的问题，但会导致周边网络路由复杂。
为此，您应该在实施此方案之前规划好您的周边网络路由，并通过掌握该流量在您的周边网络中的转发过程来有效地预留流量。外网只能访问内网记录服务器，内网主机可以自动选择出口访问外网。实验基于典型计算机网络环境对网络功能的要求，使用ENSP模拟器构建整个网络拓扑。在实现网络功能的过程中，策略路由主要用于完成组网设备的配置和最终结果的验证。
关键词：策略路由；网络多出口；校园网络；ENSP；仿真模拟
Abstract
Policy-based routing is a more flexible packet routing and forwarding mechanism than purpose-based routing.The router processes the packets that need forwarding, and the routing graph determines the next router of the packet forwarding path through the routing graph decision.The design takes the campus network as the background and adopts the multi-exit peripheral network scheme, which can alleviate the problem of poor interconnection between CERNET and public network, but will lead to complex surrounding network routing.
To this end, you should plan your peripheral network route before implementing this plan, and effectively reserve the traffic by mastering the forwarding process of the traffic in your peripheral network.The extranet can only access the Intranet record server, and the Intranet host can automatically select exits to access the extranet.Based on the functional requirements of a typical computer network environment, the whole network topology is constructed using the ENSP simulator.In the process of realizing network function, policy route is mainly used to complete the configuration and verification of final results.
Key words: strategic routing; network multi-exit; campus network; ENSP; simulation simulation
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模糊PID控制器的设计与仿真研究
摘 要:提出了一种模糊PID控制器的设计与仿真方法.该控制系统适用于碱回收炉的水位控制、火电厂锅炉
水位控制以及其他领域的水位控制.其结构简单、参数调整方便、快捷.另外,借助于Matlab模糊控制工具箱和
Simulink仿真工具进行的仿真试验,表明控制效果很好.
关键词:模糊PID控制器;仿真;2-D控制表
中图分类号:TP391.9 文献标识码:A
0 引言
目前,模糊控制理论及模糊控制系统的应用
发展很快,显示出模糊控制在控制领域具有广阔
的前景.模糊控制已成为智能控制的重要组成部
分.在工业过程控制中,因为PID控制器所涉及
的设计算法和控制结构简单,不要求非常精确的
受控对象的数学模型,且众多的过程控制软件都
带有PID控制器的算法模块,而被广泛应用于工
业过程控制中.但是,PID控制器参数的整定尚需
工程技术人员才能完成,对于存在时滞、非线性等
因素的系统更难整定,调试过程中经常出现超调、
振荡等影响系统正常运行的现象.模糊控制器具
有不依赖控制对象精确的数学模型,减弱超调、防
止振荡等优点[1].由此本文合理结合两种控制算
法的优点提出一种调整系统控制量的模糊PID
控制器,这种控制器在大偏差范围内利用模糊推
理的方法调整系统控制量U,而在小偏差范围内
转化为PID控制,并以给定的偏差范围自动完成
二者的转化[2].本文将讨论调整系统控制量的模
糊PID控制器的设计与仿真.并以一个具体的水
位对象为例给出该控制器的设计与仿真实例.
1 模糊PID控制器的设计
该控制器中主要包含二维的模糊控制器和
PID控制器.在大偏差范围内通过模糊控制器实
现过程控制.模糊控制通过模糊逻辑和近似推理
方法,让计算机把人的经验形式化、模型化,根据
给定的语言控制规则进行模糊推理,给出模糊输
出判决,并将其转化为精确量,馈送到被控对象
(或过程)的.其中所使用的模糊控制器为常用的
二维模糊控制器.在实际应用中,一般是用系统输
出的偏差E和输出偏差的变化率EC作为输入信
息,而把控制量的变化作为控制器的输出量,以此
确定模糊控制器的结构.Ke和Kec表示量化因
子, Ku表示比例因子.并且在实际微机模糊控制
中,一般先确定出模糊控制规则,然后将此表存入
存储器中,这样在实际的过程控制中,微机根据采
样到的E和EC通过查询控制规则表求得控制量
U,馈送到控制对象实现过程的模糊控制.小偏差
范围内通过传统的PID控制算法实现过程控
制[3].二者通过系统的偏差E实现自动切换.这
样既可以通过模糊控制器加快过程动态响应过
程,减弱超调和振荡现象,减弱调试过程对正常工
作运行的影响,又可以通过常用的PID控制器在
小偏差范围内实现精确控制,减少纯模糊控制器
带来的稳态误差.图1是某水位的调整系统控制
量的模糊PID控制系统[4].选取某水位误差E及
其误差变化率EC和控制量U的论域分别为:
E={-6,-5,-4,-3,-2,-1,-0,+0,1,2,
3,4,5,6};
EC={-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,
5,6};
U={-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,
4,5,6,7}.
选取某水位误差E及其误差变化率EC和控
制量U的语言变量值分别为:
E={NB,NM,NS,NZ,PZ,PS,PM,PB};
第22卷第3期甘肃联合大学学报(自然科学版) Vol.22 No.3
2008年5月Journal of Gansu Lianhe University (Natural Sciences) May 2008 EC={NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB};
U={NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB}.
依据操作者的控制经验,可建立水位模糊控
制系统的模糊控制规则如表1所示.
图1 模糊控制系统
表1 模糊控制规则表
EEC
NB NM NS Z PS PM PB
NB PB PB PM PS PS PS PS
NM PB PM PS PS PS PS PS
NS PM PS PS PS Z Z Z
NZ PS PS Z Z Z NS NS
PZ PS PS Z Z Z NS NS
PS Z Z Z NS NS NS NM
PM NS NS NS NS NS NM NB
PB NS NS NS NS NS NM NB
实际模糊控制器的2-D控制表可利用
MATLAB编制MATLAB语言求得[5].在Mat-
lab命令窗口中运行此M文件,可画出如图2所
示的E、EC、U隶属度函数图形,并得到表2的2
-D控制表[6],存放到计算机存储器中去,在某水
位实际过程控制中,计算机通过查表程序既可得
出相应的控制量U,实现对象的控制.
图2 隶属度函数
表2 2-D控制表
ECE
-6 -5 -4 -3 -2 -1 -0 +0 1 2 3 4 5 6
-6 4 4 4 2 0 0 0 -3 -4 -4 -5 -6 -6 -6
-5 4 4 4 2 0 0 0 -3 -3 -3 -4 -5 -5 -6
-4 4 4 4 2 0 0 0 -3 -3 -3 -3 -4 -5 -6
-3 4 4 4 2 0 0 0 -1 -3 -3 -3 -3 -4 -5
-2 4 4 4 2 0 0 0 0 -3 -3 -3 -3 -3 -4
-1 4 4 4 2 2 2 2 0 -3 -3 -3 -3 -3 -3
0 4 4 4 4 4 4 4 0 -3 -3 -3 -3 -3 -3
1 4 4 4 4 4 4 4 0 -1 -1 -1 -3 -3 -3
2 5 4 4 4 4 4 4 0 0 0 -1 -3 -3 -3
3 6 5 4 4 4 4 4 2 0 0 -1 -3 -3 -3
4 7 6 5 4 4 4 4 4 0 0 -1 -3 -3 -3
5 7 6 6 5 4 4 4 4 0 0 -1 -3 -3 -3
6 7 7 7 6 5 5 5 4 0 0 -1 -3 -3 -3
2 某厂水位模糊控制系统的仿真
某厂水位对象的传递函数为G(s) =
0·033/s(11.5s+1).选取水位误差E的基本论域
为[-25mm,+25mm],则E的量化因子Ke =
6/25=0.24,选取误差变化EC的基本域为[-6,
76 甘肃联合大学学报(自然科学版) 第22卷6],则EC量化因子Kec=6/6=1,选取U的基本
域为[-102,102],则控制量U的比例因子Ku =
102/714.57.在水位正常时,突加25mm阶跃信
号对水位系统作定值扰动仿真.在Matlab的
Simulink工具中构造模糊控制系统模型如图3所
示.双击图中的任何模块,可打开该功能模块来完
成参数的设定或修改[3].
图3 水位模糊控制系统的Simulink实现
如对图3进行仿真,须先运行上述给的M文
件,以获得二维表,然后选择Simulink中的
Start,启动仿真过程,就可通过Scope观察系统
的仿真结果,仿真结果如图4所示.由图4可以看
出:在水位上升段,模糊PID控制比新型PID[7]调
节时间短、超调小,并且对系统对象参数变化有很
好的鲁棒性[8],从而证明该控制器可以获得较好
的动态性能指标,达到了良好的控制效果.
图4 水位模糊控制系统的仿真结果
3 结论
本文介绍了模糊PID控制器的设计方法,并
利用Matlab中的模糊工具箱设计该控制器,有机
地将模糊PID控制器与Simulink结合起来,实现
PID参数自调整模糊控制系统的设计和仿真[4].
并将该控制器具体应用某厂水位的控制器设计,2
-D控制表的建立,以及模糊控制系统的设计与
仿真实现.此方法能大大减轻设计者的工作量,且
参数修改也十分方便.我们既可修改被控对象,也
可修改输入输出的量化论域、语言变量、隶属函数
及控制规则等[9].仿真结果:该控制器改善了控制
系统的动态性能,增强了其实用性,控制效果良
好.
参考文献:
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子工业出版社,2004.
[2]孙增圻.智能控制理论与技术[M].北京:清华大学出
版社,1997.
[3]叶军.模糊控制系统的计算机设计与仿真的研究[J].
计算机仿真,2002,19(6):49-52.
[4]庄利锋,杨慧中.模糊自适应PID控制器的设计及应
用[J].自动化仪表,2005(1):30-31.
[5]郑恩让.控制系统计算机仿真与辅助设计[M].西安:
陕西科学技术出版社,2002.
[6]黄道平MATLAB与控制系统的数字仿真及CAD
[M].北京:化学工业出版社,2004.
[7]陶永华.新型PID控制及其应用[M].第2版.北京:
机械工业出版社,2005.
[8]曾光奇,胡均安,王东,等.模糊控制理论与工程应用
[M].武汉:华中科技大学出版社,2006.
[9]王三武,董金发.基于MATLAB模糊自整定PID控
制器的设计与仿真[J].机电工程技术,2006(2):8-
10.
77第3期 刘悦婷:模糊PID控制器的设计与仿真研究 The Study of Fuzzy-PID Controller Design and Simulation
LIU Yue-ting
(School of Science and Engineering,Gansu Lianhe University,Lanzhou 730000,China)
Abstract:A fuzzy-PID controller design and simulation method is presented in this paper. The control
system is suitable for the recovery furnace water level control,power plant boiler water level control
and other areas of water control. Its structure is simple,parameter adjustment convenient and fast.In
addition,it shows that the controller works well through the use of fuzzy control Matlab Simulink sim-
ulation tool kit and the simulation.
Key words:fuzzy-PID controller;simulation;2-D control form
(上接第57页)
表5 柴油加抗磨剂前后测量数据表
测定序号加剂前结果/μm加剂量/(mg/kg)加剂后结果/μm降低程度/μm
1 50880160314270194238
2 486 100 315 171
由表5可见,同种柴油加入抗磨剂的量与润
滑性的降低程度并不成比例,开始加入一定比例
降低的幅度较大,到一定程度降低的幅度逐渐减
小.柴油抗磨剂种类繁多,它们对柴油润滑性的改
变程度不尽相同.
3 结论
用高频往复试验机法考察柴油润滑性准确可
靠.柴油组分复杂,其润滑性好坏不同,柴油的酸
度越大,润滑性越好.润滑性与硫含量、粘度等性
质没有良好的对应关系.柴油抗磨剂种类繁多,对
柴油润滑性的改变程度不尽相同.加入抗磨剂的
量与润滑性的降低程度不成比例.
参考文献:
[1]陈国良,胡泽祥,高文伟,等.柴油及组分的润滑性研
究[J].石油炼制与化工,2005,36(9):42-45.
[2]韦淡平.我国柴油的润滑性———一个潜在的重要问题
[J].石油炼制与化工,2001,32(1):37-40.
[3] SH/T0765-2005,柴油润滑性评定法(高频往复试验
机法)[S].
[4]钱伯章.柴油质量发展趋势和低硫、低芳烃柴油生产
技术进展[J].齐鲁石油化工,1996,24(2):146-155.
[5]袁冬梅.高频往复装置(HFRR)测定柴油润滑性[J].
锦西炼油化工,2006,11(2):33-35.
[6]臧树德,朱敏.用高频往复试验机测定柴油润滑性
[J].当代化工,2006,35(1):50-52.
[7]杨永红,齐邦峰.柴油润滑性及润滑性添加剂的研究
进展[J].江苏化工,2007(2):3-6.
Study of the Lubricity of Diesel Fuel Samples by Using the
High-frequency Reciprocating Rig
MA Tian-jun,WEI Hai-cang
(Petrochina Lanzhou Petrochemical Subsidiary,Lanzhou 730060,China)
Abstract:The lubricity of diesel fuel samples and the diesel components are analyzed by the high-fre-
quency reciprocating rig. Accuracy and Repeatility of the method are inspected.The correlations are
primary discussed and confirmed between the lubricity and the contents of sulfur,acidity,viscosity of
the diesel fuel,ect.
Key words:diesel fuel; the high-frequency reciprocating rig(HFRR);lubricity
78 甘肃联合大学学报(自然科学版) 第22卷
1、论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖。
2、目录：目录是论文中主要段落的简表。（短篇论文不必列目录）
3、提要：是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。
4、关键词或主题词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。
主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。
5、论文正文：
（1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。
〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容：
a.提出-论点；
b.分析问题-论据和论证；
c.解决问题-论证与步骤；
d.结论。
6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。
中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期）：作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是：
（1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。
（2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
1．准确。目录必须与全文的纲目相一致。也就是说，本文的标题、分标题与目录存在着一一对应的关系。 %D%A 2．清楚无误。目录应逐一标注该行目录在正文中的页码。标注页码必须清楚无误。 %D%A 3．完整。目录既然是论文的导读图，因而必然要求具有完整性。也就是要求文章的各项内容，都应在目录中反映出来，不得遗漏。 %D%A 目录有两种基本类型： %D%A 1．用文字表示的目录。 %D%A 2．用数码表示的目录。这种目录较少见。但长篇大论，便于读者阅读，也有采用这种方式的。 %D%A 三、内容提要 %D%A 内容提要是全文内容的缩影。在这里，作者以极经济的笔墨，勾画出全文的整体面目；提出主要论点、揭示论文的研究成果、简要叙述全文的框架结构。 %D%A 内容提要是正文的附属部分，一般放置在论文的篇首。 %D%A 写作内容提要的目的在于： %D%A 1．为了使指导老师在未审阅论文全文时，先对文章的主要内容有个大体上的了解，知道研究所取得的主要成果，研究的主要逻辑顺序。 %D%A 2．为了使其他读者通过阅读内容提要，就能大略了解作者所研究的问题，假如产生共鸣，则再进一步阅读全文。在这里，内容提要成了把论文推荐给众多读者的“广告”。 %D%A 因此，内容提要应把论文的主要观点提示出来，便于读者一看就能了解论文内容的要点。论文提要要求写得简明而又全面，不要罗哩啰嗦抓不住要点或者只是干巴巴的几条筋，缺乏说明观点的材料。 %D%A 内容提要可分为报道性提要和指示性提要。 %D%A 报道性提要，主要介绍研究的主要方法与成果以及成果分析等，对文章内容的提示较全面。 %D%A 指示性提要，只简要地叙述研究的成果(数据、看法、意见、结论等)，对研究手段、方法、过程等均不涉及。毕业论文一般使用指示性提要。 %D%A 四、关键词 %D%A 关键词是标示文献关键主题内容，但未经规范处理的主题词。它是为了文献标引工作，从论文中选取出来，用以表示全文主要内容信息款目的单词或术语。一篇论文可选取3～8个词作为关键词。 %D%A 五、目录 %D%A 目录按章、节、条三级标题编写，要求标题层次清晰。目录中的标题要与正文中标题一致。目录中应包括绪论、论文主体、结论、致谢、参考文献、附录等。 %D%A 六、正文 %D%A 一般来说，学术论文主题的内容应包括以下三个方面：1.事实根据（通过本人实际考察所得到的语言、文化、文学、教育、社会、思想等事例或现象）。提出的事实根据要客观、真实，必要时要注明出处；2.前人的相关论述（包括前人的考察方法、考察过程、所得结论等）。理论分析中，应将他人的意见、观点与本人的意见、观点明确区分。无论是直接引用还是间接引用他人的成果，都应该注明出处；3.本人的分析、论述和结论等。做到使事实根据、前人的成果和本人的分析论述有机地结合，注意其间的逻辑关系。 %D%A 七、结论 %D%A 结论应是毕业论文的最终的、总体的结论，换句话说，结论应是整篇论文的结局、是整篇论文的归宿，而不是某一局部问题或某一分支问题的结论，也不是正文中各段的小结的简单重复。结论是该论文结论应当体现作者更深层的认识，且是从全篇论文的全部材料出发，经过推理、判断、归纳等逻辑分析过程而得到的新的学术总观念、总见解。 结论可采“结论”等字样，要求精炼、准确地阐述自己的创造性工作或新的见解及其意义和作用，还可提出需要进一步讨论的问题和建议。结论应该准确、完整、明确、精练。 %D%A 该部分的写作内容一般应包括以下几个方面：1.本文研究结果说明了什么问题；2.对前人有关的看法作了哪些修正、补充、发展、证实或否定。3.本文研究的不足之处或遗留未予解决的问题，以及对解决这些问题的可能的关键点和方向,。 %D%A 八、致谢 %D%A 按照GB7713-87的规定，致谢语句可以放在正文后，体现对下列方面致谢：国家科学基金、资助研究工作的奖学金基金、合同单位、资助和支持的企业、组织或个人；协助完成研究工作和提供便利条件的组织或个人；在研究工作中提出建议和提供帮助的人；给予转载和引用权的资料、图片、文献、研究思想和设想的所有者；其他应感谢的组织和人。在我们的毕业论文中的致谢里主要感谢导师和对论文工作有直接贡献及帮助的人士和单位。 %D%A 九、参考文献 %D%A 在学术论文后一般应列出参考文献（表），其目的有三，即：1.为了能反映出真实的科学依据；2.为了体现严肃的科学态度，分清是自己的观点或成果还是别人的观点或成果；3.为了对前人的科学成果表示尊重，同时也是为了指明引用资料出处，便于检索。毕业论文的撰写应本着严谨、求实的科学态度，凡有引用他人成果之处，均应按论文中所出现的先后次序列于参考文献中，并且只列出正文中以标注形式引用或参考的有关著作和论文，参考文献应按正文中出现的顺序列出直接引用的主要参考文献。 %D%A 十、附录 %D%A 对于一些不宜放入正文中、但作为毕业论文又是不可缺少的部分，或有重要参考价值的内容，可编入毕业论文附录中。例如问卷调查原件、数据、图表及其说明等。%D%A VfQ/SEC.KxzKIkwWaC
