09自动化《过程控制系统》实验指导书
过程控制系统课程实习指导书
过程控制系统课程实习指导书赵黎明张冰广东海洋大学信息学院自动化系2009-09-08一．实习目的实习题目主要是加强理论与实践的联系，增强学生对于社会、国情和专业背景的了解；增强劳动观点和社会主义事业心，责任感；通过考察和实践，扩宽学生视野，巩固和运用课堂教学所掌握的理论知识，了解控制系统设计发展的状况，培养学生分析问题、解决问题的能力和创新能力；增强劳动观念，培养学生的敬业、创业精神；积极探索“学、研、产”相结合的人才培养新途径，提高人才培养质量。
二．实习内容实习内容主要是基于PCS3000高级型过程控制实验装置上，借助数字控制仪表，可编程控制器PLC和WINCC组态软件对其单容液位对象、多容液位对象、温度对象、压力对象和流量对象等进行全程监控。
实习过程中要理论联系实际结合以往学过的课程理论，如《过程控制工程》、《过程控制仪表》、《可编程逻辑控制器》，重点强化培养解决实际问题的能力，实践能力和动手能力。
具体内容如下：1．全面熟悉PCS3000高级型过程控制系统实习装置平台。
2．液位、压力、温度和流量信号检测。
3．单容水箱特性测试。
4．串联水箱特性测试。
5．锅炉温度特性测试。
6．水箱液位定值PID调节。
7．管道压力PID调节。
8．水箱液位多位式调节。
9．锅炉温度定值PID调节。
10．管道流量PID调节。
11．纯延迟水箱液位定值PID调节。
12．串联水箱液位定值PID调节。
13．实验数据收集整理，撰写实习报告和参加实习考核。
以上内容只是这次实习的总体规划，具体实施时应根据学生班级人数和具体情况灵活调整，可能只是其中一部分或若干部分。
三．实习时间自动化专业拟定二周；电气工程及其自动化专业拟定三周。
四．实习方式和安排实习方式为校内集中实习；地点安排在科技502。
具体实习内容安排详见实习计划表及其附录。
五．考核内容和方式及成绩评定标准考核内容及方式由三方面综合：平时表现、实习报告质量、答辩成绩。
实习最终成绩根据实习表现，实习报告情况和答辩情况来综合确定。
过程控制实验指导书
过程控制实验指导书实验一：对象动态特性实验目的：1、学习被控对象动态特性的工程测试方法。
2、掌握被控对象动态特性特征参数的求取方法。
实验要求：1、预习被控对象有关章节；安排好实验计划；作好前期准备。
2、依据实验曲线求取被控对象动态特性的特征参数。
实验内容：1、对象的动态特性：下图为单位阶跃时输入系统输出测试曲线：曲线1.1实验报告：⑴依据曲线1.1、1.2和1.3 求取对象动态特性的特征参数（K 、T 、τ）。
由此确定闭环系统模型。
⑵ 分别确定系统开环传递函数，并分别画出单位负反馈时系统动态结构图。
⑶用SIMULINK 构建系统，比较仿真曲线与输出测试曲线。
⑷比较曲线1.1、1.2和1.3，说明不同系统的动态特性在运动形态、特征参数等方面的异同。
实验二：调节器控制规律实验目的：1、熟悉SIMULINK 调节器模块的使用方法。
2、掌握调节器控制规律特征参数的整定方法。
实验要求：1、预习调节器有关章节；安排好实验计划；作好前期准备。
2、用工程测试法绘制调节器的输出特性，求取PID 参数。
实验内容：被控对象分别为)11.0)(1(2)(1++=s s s G p 和)11.0(2)(2+=s s s G p分别对以上系统，构建下述调节器，研究调节器对输出特性的影响：1、比例调节器的输出特性：⑴ 用SIMULINK 构建比例控制系统。
⑵ 设定值为单位阶跃信号，改变比例调节器的大小，观察对系统的影响。
2、比例积分调节器的输出特性：⑴用SIMULINK 构建比例积分控制系统。
⑵设定值为单位阶跃信号，改变比例积分调节器的大小，观察对系统的影响。
注意调节器的整定顺序。
3、比例微分调节器的输出特性：⑴用SIMULINK 构建比例微分控制系统。
⑵改变比例微分调节器的大小，观察对系统的影响。
注意调节器的整定顺序。
4、比例积分微分调节器的输出特性：⑴用SIMULINK构建比例积分微分控制系统。
⑵改变比例积分微分调节器的大小，观察对系统的影响。
过程控制系统实验指导书以及实验报告格式要求解析
《过程控制技术与系统》实验指导书过程控制系统组编华北电力大学前言1．实验总体目标通过实验，巩固掌握课程的讲授内容，使学生对过程控制系统的基本理论及分析方法有一个感性认识和更好地理解，使学生在分析问题与解决问题的能力及实践技能方面有所提高。
2．适用专业自动化、测控、集控专业本科生3．所修课程过程控制技术与系统或热工控制系统4．实验课时分配⒌PCS-B过程控制系统⒍实验总体要求1、掌握对象动态特性测量方法；2、掌握单回路控制系统原理和参数整定方法；3、掌握串级控制系统原理和参数整定方法。
⒎本实验的重点、难点及教学方法建议实验通过对控制系统的基本理论和方法有一个感性认识和更好地理解。
实验的重点及难点是：对象动态特性测量基本方法；单回路控制系统投运和参数整定方法；串级控制系统投运和参数整定方法。
目录实验一上水箱动态特性测试实验 (3)实验二上水箱液位控制系统实验 (6)实验三上下水箱液位串级控制系统实验 (11)附录一硬件介绍 (16)附录二软件使用说明 (34)附件三实验报告格式要求 (40)实验一上水箱动态特性测试实验一、实验目的1、被控对象动态特性测试；2、学习和了解DCS系统的原理及它在过程控制中的应用。
二、实验类型综合型三、实验装置1、DCS过程控制实验装置（其中使用：电动调节阀、上水箱及液位变送器、储水箱、增压泵等），液位变送器的量程一般在出厂前已调试好。
2、DCS控制机柜3、安装有组态及监控软件的计算机上水箱动态特性测试实验系统见图1-1图1－1 上水箱单容特性测试实验流程图四、实验步骤1、将过程控制综合实验装置的手动阀门1V1、V4打开， 1V2、1V3、1V7关闭。
2、确认实验装置和控制机柜电源正常。
3、点击主界面上方的“单容水箱特性”按钮进入单容水箱特性实验界面。
图1-2 实验系统主界面4、点击“开始实验”按钮，确认增压泵启动正常，调节阀开度为5%。
5、设置阀门开度值（点击设置按钮，在弹出的对话框中输入阀门开度，以0－100百分数表示），使上水箱水位稳定后。
自动化过程控制实验指导书
一、过程控制仪表认识实验一、实验目的1、熟悉装置的具体结构、明确各部件的作用。
2、掌握常用传感器的工作原理及使用方法。
二、实验内容1、水箱本装置包括上水箱、中水箱、下水箱和储水箱，上、中、下三个水箱都有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽和溢流槽。
实验时，水流首先进入缓冲槽（可减小水流对工作槽的冲击），当缓冲槽中注满水时，水流便溢出到工作槽。
整个装置的管道都采用铝塑管，以防止阀门生锈。
打开储水箱后的小球阀可排出水箱中的水，另外还可排出空气，以防抽不上水。
2、微型锅炉、纯滞后系统、热电阻本装置采用锅炉进行温度实验，锅炉用不锈钢材料制作，共有四层，从内向外依次是加热层、冷却层、溢流层和纯滞后管道层（盘管长达20米）。
热电阻为Pt100，三线制工作。
温度变送器内部已有内置电源，不能再接外加电源。
系统用2Kw的加热丝进行加热，并采用可控硅移相触发模块（移相触发角与输入电流成正比），本模块输入为4—20mA的标准电流，输出为380V的交流电。
3、液位传感器本装置采用扩散硅压力变送器（不锈钢隔离膜片），标准二线制进行传输，因此工作时需要串接24V电源。
压力变送器通电15分钟后，方可调整零点和量程。
使用的原则是：没通电，不加压；先卸压，再断电。
零点调整：在水箱液位为零时，调整输出电流表的读数为4mA。
满量程调整：在水箱加满水时，调整输出电流表的读数为20mA。
调整的原则是：先调零点，再调满量程，要反复多次调整（满量程调整后会影响零点）。
4、电动调节阀采用德国PS公司生产的PSL 202型智能电动调节阀。
调节阀由220V50HZ电源供电。
工作环境温度为-20—70摄氏度，输入信号为4—20mA的控制信号，输出信号为4—20mA 的阀位信号。
5、变频器采用日本三菱FR-S520变频器，内控为0—50HZ，外控为4—20mA，可通过控制屏上的双掷开关进行切换。
内控：上电时，EXT灯先亮，开关打到内控，Run灯亮，开始内控变频控制水泵。
《过程控制系统》实验报告
《过程控制系统》实验报告实验报告：过程控制系统一、引言过程控制系统是指对工业过程中的物理、化学、机械等变量进行监控和调节的系统。
它能够实时采集与处理各种信号，根据设定的控制策略对工业过程进行监控与调节，以达到所需的目标。
在工业生产中，过程控制系统起到了至关重要的作用。
本实验旨在了解过程控制系统的基本原理、组成以及操作。
二、实验内容1.过程控制系统的组成及原理；2.过程控制系统的搭建与调节；3.过程控制系统的优化优化。
三、实验步骤1.复习过程控制系统的原理和基本组成；2.使用PLC等软件和硬件搭建简单的过程控制系统；3.设计一个调节过程，如温度控制或液位控制，调节系统的参数；4.通过修改控制算法和调整参数，优化过程控制系统的性能；5.记录实验数据并进行分析。
四、实验结果与分析在本次实验中，我们搭建了一个温度控制系统，通过控制加热器的功率来调节温度。
在调节过程中，我们使用了PID控制算法，并调整了参数，包括比例、积分和微分。
通过观察实验数据，我们可以看到温度的稳定性随着PID参数的调整而改变。
当PID参数调整合适时，温度能够在设定值附近波动较小，实现了较好的控制效果。
在优化过程中，我们尝试了不同的控制算法和参数，比较了它们的性能差异。
实验结果表明，在一些情况下，改变控制算法和参数可以显著提高过程控制系统的性能。
通过优化，我们实现了更快的响应时间和更小的稳定偏差，提高了系统的稳定性和控制精度。
五、结论与总结通过本次实验，我们了解了过程控制系统的基本原理、组成和操作方法。
我们掌握了搭建过程控制系统、调节参数以及优化性能的技巧。
实验结果表明，合理的控制算法和参数选择可以显著提高过程控制系统的性能，实现更好的控制效果。
然而，本次实验还存在一些不足之处。
首先，在系统搭建过程中，可能由于设备和软件的限制，无法完全模拟实际的工业过程。
其次，实验涉及到的控制算法和参数调节方法较为简单，在实际工程中可能需要更为复杂和精细的控制策略。
《过程控制系统》实验报告
《过程控制系统》实验报告一、实验目的过程控制系统实验旨在通过实际操作和观察，深入理解过程控制系统的组成、工作原理和性能特点，掌握常见的控制算法和参数整定方法，培养学生的工程实践能力和解决实际问题的能力。
二、实验设备1、过程控制实验装置包括水箱、水泵、调节阀、传感器（液位传感器、温度传感器等）、控制器（可编程控制器 PLC 或工业控制计算机）等。
2、计算机及相关软件用于编程、监控和数据采集分析。
三、实验原理过程控制系统是指对工业生产过程中的某个物理量（如温度、压力、液位、流量等）进行自动控制，使其保持在期望的设定值附近。
其基本原理是通过传感器检测被控量的实际值，将其与设定值进行比较，产生偏差信号，控制器根据偏差信号按照一定的控制算法计算出控制量，通过执行机构（如调节阀、电机等）作用于被控对象，从而实现对被控量的控制。
常见的控制算法包括比例（P）控制、积分（I）控制、微分（D）控制及其组合（如 PID 控制）。
四、实验内容及步骤1、单回路液位控制系统实验（1）系统组成及连接将液位传感器安装在水箱上，调节阀与水泵相连，控制器与传感器和调节阀连接，计算机与控制器通信。
（2）参数设置在控制器中设置液位设定值、控制算法（如 PID）的参数等。
（3）系统运行启动水泵，观察液位的变化，通过控制器的调节使液位稳定在设定值附近。
（4）数据采集与分析利用计算机采集液位的实际值和控制量的数据，绘制曲线，分析系统的稳定性、快速性和准确性。
2、温度控制系统实验（1）系统组成与连接类似液位控制系统，将温度传感器安装在加热装置上，调节阀控制加热功率。
设置温度设定值和控制算法参数。
（3）运行与数据采集分析启动加热装置，观察温度变化，采集数据并分析。
五、实验数据及结果分析1、单回路液位控制系统（1）实验数据记录不同时刻的液位实际值和控制量。
（2）结果分析稳定性分析：观察液位是否在设定值附近波动，波动范围是否在允许范围内。
快速性分析：计算液位达到设定值所需的时间。
过程控制系统实验指导书以及实验报告格式要求
《过程控制技术与系统》实验指导书过程控制系统组编华北电力大学前言1．实验总体目标通过实验，巩固掌握课程的讲授内容，使学生对过程控制系统的基本理论及分析方法有一个感性认识和更好地理解，使学生在分析问题与解决问题的能力及实践技能方面有所提高。
2．适用专业自动化、测控、集控专业本科生3．所修课程过程控制技术与系统或热工控制系统4．实验课时分配⒌PCS-B过程控制系统⒍实验总体要求1、掌握对象动态特性测量方法；2、掌握单回路控制系统原理和参数整定方法；3、掌握串级控制系统原理和参数整定方法。
⒎本实验的重点、难点及教学方法建议实验通过对控制系统的基本理论和方法有一个感性认识和更好地理解。
实验的重点及难点是：对象动态特性测量基本方法；单回路控制系统投运和参数整定方法；串级控制系统投运和参数整定方法。
目录实验一上水箱动态特性测试实验 (3)实验二上水箱液位控制系统实验 (6)实验三上下水箱液位串级控制系统实验 (11)附录一硬件介绍 (16)附录二软件使用说明 (34)附件三实验报告格式要求 (40)实验一上水箱动态特性测试实验一、实验目的1、被控对象动态特性测试；2、学习和了解DCS系统的原理及它在过程控制中的应用。
二、实验类型综合型三、实验装置1、DCS过程控制实验装置（其中使用：电动调节阀、上水箱及液位变送器、储水箱、增压泵等），液位变送器的量程一般在出厂前已调试好。
2、DCS控制机柜3、安装有组态及监控软件的计算机上水箱动态特性测试实验系统见图1-1图1－1 上水箱单容特性测试实验流程图四、实验步骤1、将过程控制综合实验装置的手动阀门1V1、V4打开， 1V2、1V3、1V7关闭。
2、确认实验装置和控制机柜电源正常。
3、点击主界面上方的“单容水箱特性”按钮进入单容水箱特性实验界面。
图1-2 实验系统主界面4、点击“开始实验”按钮，确认增压泵启动正常，调节阀开度为5%。
5、设置阀门开度值（点击设置按钮，在弹出的对话框中输入阀门开度，以0－100百分数表示），使上水箱水位稳定后。
过程控制系统课程实验指导书李仲德编写
过程控制系统课程 ——实验指导书李仲德内蒙古科技大学信息工程学院自动化系2012-4目录前言 (3)实验一、过程控制仪表认识及对象特性测试 (4)实验二、串级控制系统实验 (14)实验三、单回路控制系统实验 (19)前 言浙江求是科教设备有限公司生产的PCT系列过程控制实验系统装置，可以非常好地满足过程控制课程实验的要求。
在这套设备由被控对象和控制台组成，通过手动或计算机控制，可以将被控对象转变成不同特性的过控对象，因此，在此基础上可以进行简单的温度、压力、流量、液位的单回路控制，而且也可以进行一系例复杂控制系统实验如：变比值控制、Simth预估控制、解耦控制、三容液位控制、换热器温度控制等。
一、PCT系列过程控制实验装置特点:1、装置由控制对象、控制屏、计算机三部分组成，也可以把控制屏换成DCS(分散控制系统)，对象构布局合理，造型美观大方。
2、真实性、直观性、综合性强，控制对象元件全部来源于工业现场。
控制屏正面有完整的系统结构图案，便于学生系统接线。
3、参数全面，涵盖了液位、流量、压力、温度等典型的热工量参数。
4、PCT系列过程控制实验装置具有控制参数和控制方案的多样化。
该装置可通过对其管路上的阀门(电磁阀)切换和对模拟信号接线板上信号的连接组合，可构成数十种过程控制实验。
电磁阀可以手动和自动控制。
5、在PCT系列过程控制实验装置中充分考虑了工业自动化专业的大纲要求，完全能满足教学实验、课程设计、毕业设计的需要，同时学生可自行设计实验方案，进行综合性、创造性过程控制系统实验的设计、调试、分析，培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的能力。
6、可为学校教师和研究生进行复杂控制系统的计算机控制算法的研究工作提供一个实实在在的物理模型。
二、本实验装置可以灵活搭配，进行多方面的实验，有利于学生掌握下列内容：1、自动化仪表的初步使用，其中包括检测仪表、变送单元、执行单元和控制仪表。
2、测定控制对象特性的方法。
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实验1 用曲线拟合法估计模型参数实验目的：1) 掌握用曲线拟合法测试对象动态特性； 2) 熟悉MATLAB 仿真平台。
实验原理：图1.1 输入-输出过程模型在如图1.1 所示的过程模型中，可以通过实验测试或依据积累的操作数据，用数学方法得出过程的经验模型。
在获取了输入输出数据后，进行曲线拟合，可采用计算机和相关的软件实现。
首先根据实验数据和其它验前知识，假定对象的模型结构，然后最小化模型输出)(t y和实际输出y(t)在采样点上的误差平方和，即∑=-=ni i i t y t y J 12))()((min进行搜索时，当J 最小时相应的对象参数即为最优参数。
式中，n 为计算数据的个数。
优化的算法很多，如共轭梯度法、最速下降法、Powell 法、单纯型法、罚函数法等。
本实验利用MA TLAB 优化工具箱中的“lsqcurvefit”函数对过程阶跃响应曲线进行拟合，用户假定模型的结构，编写相应的fun 函数，即ym=fun (x , t )，其中x 为模型的参数向量，待确定，t 为时间向量。
给出待估计参数的初始值x0，调用曲线拟合函数计算模型参数向量的估计值x ，格式为x = lsqcurvefit (fun , x 0, t , y )，其中y 为与时间向量t 对应的输出实验数据。
实验要求：1) 用SIMULINK 工具箱搭建如图1.2所示的开环对象测试系统，模拟实验测试环节获取输入输出数据，此处输入采用单位阶跃信号。
设置合适的“start time”和“stop time”，使得能够得到一个完整的动态过程。
仿真类型设置为“Fixed -step”，并设置合适的计算步长（0.01～0.1）。
输入输出数据保存在dataty.mat 文件中，设置变量名为ty ；run 之后，可在命令窗口中输入load dataty.mat 将数据文件中的数据读入工作空间中，然后用size(ty)查看变量ty ，可见它的第一行（可用ty(1,:)提取）是时间向量，第二行（可用ty(2,:)提取）是与时间向量对应的输出响应数据。
图1.2 开环对象测试系统2) 假定模型结构为二阶，即2222)(ωςωω++⋅=s s K s G ，根据二阶系统阶跃响应的时域表达式，编写函数fun (x , t )。
1>ζ时，特征根121-+-=ζωζωs ，122---=ζωζωs ，))(11(211221t s t s e s e s s s K y --+=； 1=ζ时，)1(t t te e K y ωωω----=；10<<ζ时，))))1(1sin(111(222ζζωζζζω-+---=-arctg t eK y t；0=ζ时，))cos(1(t K y ω-=。
用到的函数：cos(x)，exp(x)，sqrt(x)，atan(x)3) 编写程序进行曲线拟合，得到模型参数的估计值K 、ζ和ω，并在同一坐标中绘出对象输出响应曲线和程序拟合曲线如图1.3所示，并将计算结果显示出来。
编写程序过程中可能用到的函数：打开已有的mdl 文件——open_system(‘filename ’)； 运行某mdl 文件——sim(‘filename ’)； 读取数据文件——load dataty.mat ； 对一组数据进行拟合——x = lsqcurvefit (fun , x 0, t , y )该函数将计算出估计参数x（此处x为一向量，包含K、ζ和ω的值），使得∑=-miiiytxfun12)),((21达到最小。
其中，t为时间向量，y为与t对应的对象输出响应数据，x0为估计参数初始值，由用户设置。
图1.3 曲线拟合效果4)通过更改对象特性（即图1.2中“Transfer Fun”模块的参数），分别对ζ<1和ζ>1两种情况进行曲线拟合，保存相应的响应曲线和估计参数；对实际参数和估计参数进行比较和分析；传递函数3221)(TsTsTKsG++=ζ=3122TTT曲线拟合效果比较分析ζ<1=)(sGζ>1=)(sG思考问题：1)为什么要对模型的参数进行估计？2)说明曲线拟合法的原理和步骤。
程序示例：图1 对象的开环阶跃曲线 图2曲线拟合效果假设对象的开环单位阶跃测试曲线如图1所示。
假定模型结构为一阶惯性环节，即1)(+=Ts Ks G ，根据其单位阶跃响应的时域表达式，)1()(T te K t y --=，编写firstorderfun(x,t)函数如下：function y=firstorderfun(x,t)% First Order% Input parameters: x=[K T],t=t0:ts:tfinal % Output parameter: y corresponding with tK=x(1); T=x(2);y=K*(1-exp(-t/T));然后编写程序进行曲线拟合，并画图如图2：open_system('sim1.mdl'); sim('sim1.mdl'); load dataty.mat ; t=ty(1,:); y=ty(2,:); x0=[1 1];x=lsqcurvefit(@firstorderfun,x0,t,y); ym=firstorderfun(x,t);figure,plot(t,y,'.b',t,ym,'r'),grid on ,hold on ,legend('响应曲线','拟合曲线'); string1=['K=' num2str(x(1))];string2=['T=' num2str(x(2))]; text(52,3.8,string1);text(52,3.4,string2);实验2 对象时间常数的匹配对控制质量的影响实验目的：1) 考察三阶对象在不同时间常数匹配时对控制质量的影响； 2) 了解对象时间常数匹配的一般原则。
实验原理：当广义对象传递函数有多个时间常数时，各时间常数的匹配对控制系统有影响，通常用可控性指标进行比较，可控性指标为c m K ω，m K 是临界开环放大系数，它取决于组成对象各环节的时间常数之比，c ω是临界频率，它与时间常数大小有关。
由于m K 是幅稳定裕度为零时的放大倍数，因此，它表征了系统的幅稳定裕度大小，而c ω反映了系统的振荡频率，所以，可控性指标大表示系统的可控性好。
设广义对象由三阶环节组成，控制器增益为c K ，如图2.1所示，则开环传递函数为)1)(1)(1()(321+++=s T s T s T K K s G oc k ，其波特图如图2.2所示。
图2.1 三阶对象的控制方框图图2.2 开环增益为KcK0时系统波特图 图2.3 开环增益为Km 临界稳定时波特图从波特图上可见系统是稳定的。
假设增益放大为原来的'K 倍时，系统达到临界稳定，则根据控制原理的有关知识，有)2(1233213311221'T T T T T T T T T T T T K K K c o ++++++=2332133112210'2T T T T T T T T T T T T K K K K c m ++++++=⋅=321321T T T T T T c ++=ω此时)1)(1)(1()(321+++=s T s T s T K s G mk ，波特图变为图2.3所示。
实验要求：1) 用SIMULINK 工具箱搭建如图2.4的控制系统；图2.4 三阶对象控制系统2) 对于不同的时间常数匹配情况，应调整纯比例控制器的K （图2.4中的“Slider Gain”模块相当于一个纯比例控制器），使得响应曲线衰减比为4：1（要求在4±0.2范围内），保存响应曲线，计算m K 、c ω和c m K ω，结果记录于下页表格中。
3) 对于不同的时间常数匹配情况，分析和比较4：1衰减比的响应曲线的各项指标，并得出有关结论。
思考问题：1) 通过实验，你认为，要减少对象的时间常数，可采取哪些措施？结果分析：4。
6。
6.3。
4.2。
序号时间常数T1时间常数T2时间常数T3输出响应曲线衰减比最大偏差余差临界增益mK临界振荡频率cω可控性指标cmKω1 60 30 15 4.05 0.625 0.22 60 30 7.5 4 0.61 0.153 60 15 7.5 3.97 0.51 0.234 30 15 7.5 3.95 0.486 0.192分析实验3 PID 控制器的参数整定实验目的：1) 了解控制器的参数整定原则；2) 掌握PID 控制器的几种常用的整定方法。
实验原理：系统投运之前，还需进行控制器的参数整定，使系统的过渡过程达到最为满意的品质指标要求。
常用的几种工程整定方法有：1、 反应曲线法（Ziegler-Nichols 整定法）反应曲线法适用于自衡的非振荡过程，是根据广义对象的时间特性，通过经验公式求取控制器的参数。
这是一种开环的整定方法，由Ziegler-Nichols 在1942年首先提出。
首先，通过实验获取对象的阶跃响应曲线，即反应曲线。
对于自衡的非振荡过程，广义对象的传递函数可用τs e Ts Ks G -+=1)(来近似，其中参数K ，T ，τ可由反应曲线用图解法得出。
图3.1 反应曲线然后，控制器的参数就可根据广义对象的参数K ，T ，τ来确定，如下表计算。
表1 反应曲线法控制器参数计算表 控制规律 比例度δ(%) 积分时间Ti 微分时间Td P K (τ/T ) PI 1.1K （τ/T ） 3.3τ PID0.85 K （τ/T ）2.2τ0.5τ2、 临界比例度法临界比例度法，是在系统闭环的情况下，用纯比例控制的方法获得临界振荡数据，即临界比例度δk 和临界振荡周期Tk ，然后利用经验公式求取满足4：1衰减比的衰减振荡过渡过程的控制器参数。
表2 临界比例度法控制器参数计算表（4：1衰减比） 3、 衰减曲线法衰减曲线法，是在系统闭环的情况下，用纯比例控制的方法获得4：1衰减振荡，记录此时的比例度δs 和衰减振荡周期Ts ，然后利用经验公式求取满足4：1衰减比的衰减振荡过渡过程的控制器参数。
表3 衰减曲线法控制器参数计算表（4：1衰减比） 控制规律 比例度δ(%)积分时间Ti 微分时间Td P δsPI 1.2δs 0.5Ts PID0.8δs0.3Ts0.1Ts值得注意的是，由于工程整定方法依据的是经验公式，不是在任何情况下都适用的，有时需要进行一些调整。
实验内容及要求：搭建如图 3.2的控制系统，在该系统中广义对象的传递函数为)110)(15)(12)(1(1)(++++=s s s s s G 。