仪表实验报告——温度控制系统

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温度控制的实验报告

温度控制的实验报告

温度控制的实验报告1. 引言温度是物体分子热运动的表现,是许多实验和工业过程中需要精确控制的一个变量。

本实验旨在研究温度控制的原理和方法,通过实验验证不同温控设备的性能,并对温度控制的误差进行分析。

2. 实验目的1. 了解温度控制的基本原理和方法;2. 掌握温度控制设备的操作方法;3. 分析温度控制的误差来源,并提出改进方案。

3. 实验装置和材料- 温度控制设备:恒温水浴器、温度计;- 反应容器:玻璃烧杯、烧杯夹;- 实验溶液:蒸馏水。

4. 实验步骤1. 将恒温水浴器放在实验台上,接通电源并调整温度设置;2. 在玻璃烧杯中加入适量蒸馏水;3. 将烧杯夹固定在温水浴器外壁上,并将玻璃烧杯置于夹子中,使其与恒温水浴器中的水接触;4. 等待一段时间,使烧杯中的水温稳定在设定的温度;5. 用温度计测量烧杯中水的实际温度,并记录下来;6. 根据测量结果,分析温度控制设备的误差和准确度。

5. 实验结果设置温度() 实际温度():: ::30 29.540 39.850 49.960 59.76. 结果分析通过实验结果可以看出,温度控制设备在大部分情况下能够实现较为准确的温度控制,但仍存在一定的误差。

可能的误差来源包括:1. 温度计的准确度:温度计本身存在一定的误差,会对实际温度测量结果产生影响;2. 温度控制设备的稳定性:恒温水浴器在调整温度过程中可能存在波动,导致实际温度与设定温度不完全一致;3. 烧杯和夹子的传热性能:烧杯与恒温水浴器之间的传热效果可能存在差异,影响实际温度的稳定性。

为减小温度控制误差,可以采取以下改进措施:1. 使用更加精准的温度计进行测量,减小温度计本身误差对实验结果的影响;2. 对恒温水浴器进行进一步调试,提高其温度控制的稳定性;3. 优化烧杯与夹子之间的接触条件,改善传热效果。

7. 结论通过本实验的探究,我们对温度控制的原理和方法有了更深入的了解,并掌握了温度控制设备的操作方法。

温度控制系统实验报告

温度控制系统实验报告

温度控制系统实验报告温度控制系统实验报告一、引言温度控制系统作为现代自动化领域的重要组成部分,广泛应用于工业生产、家电和环境控制等领域。

本实验旨在通过搭建一个简单的温度控制系统,了解其工作原理和性能特点。

二、实验目的1. 了解温度控制系统的基本原理;2. 掌握温度传感器的使用方法;3. 熟悉PID控制算法的应用;4. 分析温度控制系统的稳定性和响应速度。

三、实验装置本实验使用的温度控制系统由以下组件组成:1. 温度传感器:用于测量环境温度,常见的有热敏电阻和热电偶等;2. 控制器:根据温度传感器的反馈信号,进行温度控制;3. 加热器:根据控制器的输出信号,调节加热功率;4. 冷却装置:用于降低环境温度,以实现温度控制。

四、实验步骤1. 搭建温度控制系统:将温度传感器与控制器、加热器和冷却装置连接起来,确保各组件正常工作。

2. 设置控制器参数:根据实际需求,设置控制器的比例、积分和微分参数,以实现稳定的温度控制。

3. 测量环境温度:使用温度传感器测量环境温度,并将测量结果输入控制器。

4. 控制温度:根据控制器输出的控制信号,调节加热器和冷却装置的工作状态,使环境温度保持在设定值附近。

5. 记录数据:记录实验过程中的环境温度、控制器输出信号和加热器/冷却装置的工作状态等数据。

五、实验结果与分析通过实验数据的记录和分析,我们可以得出以下结论:1. 温度控制系统的稳定性:根据控制器的调节算法,系统能够在设定值附近维持稳定的温度。

但是,由于传感器的精度、控制器参数的选择等因素,系统可能存在一定的温度波动。

2. 温度控制系统的响应速度:根据实验数据,我们可以计算出系统的响应时间和超调量等参数,以评估系统的控制性能。

3. 温度传感器的准确性:通过与已知准确度的温度计进行对比,我们可以评估温度传感器的准确性和误差范围。

六、实验总结本实验通过搭建温度控制系统,探究了其工作原理和性能特点。

通过实验数据的分析,我们对温度控制系统的稳定性、响应速度和传感器准确性有了更深入的了解。

PID实验报告范文

PID实验报告范文

PID实验报告范文PID(Proportional-Integral-Derivative)是一种常用于控制系统的算法,它根据当前的误差值和历史误差值的积累来调整控制量,从而实现系统的稳定性和精确性。

在本次实验中,我们将学习如何使用PID算法来控制一个简单的温度控制系统。

实验步骤:1.实验准备:准备一个温度传感器、一个发热器以及一个温度控制器。

将温度传感器安装在控制对象上,将发热器与温度控制器连接,并将温度控制器连接到计算机。

2.确定控制目标:我们的目标是将系统的温度稳定在一个特定的温度值。

在本次实验中,我们将目标温度设定为50°C。

3.参数调整:调整PID控制器的三个参数,即比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。

开始时,我们可以将这些参数设置为一个合理的初始值,例如Kp=1,Ki=0.1,Kd=0.014.实验记录:记录系统的温度变化过程。

在开始实验之前,将控制对象的温度设定为初始温度,并将PID控制器的输出设定为零。

记录系统的温度、控制量和误差值。

5.PID计算:根据当前的误差值、历史误差值和时间间隔,计算PID控制器的输出。

6.控制实施:根据PID控制器的输出,控制发热器的加热功率。

根据输出值的大小调整发热器的功率大小。

7.实验分析:观察系统的温度变化过程,并分析PID控制器的参数调整对系统性能的影响。

根据实验结果,调整PID参数,使系统的稳态和动态响应性能都较好。

实验结果:我们进行了多组实验,可以观察到系统温度在初始阶段有较大的波动,但随着时间的推移,温度开始逐渐稳定在目标温度附近。

通过对PID参数进行调整,我们发现参数的选择对系统的稳定性和响应速度有很大影响。

当比例系数Kp较大时,系统对误差的响应速度很快,但也容易引起过冲现象,导致系统产生振荡。

因此,我们需要根据实际需求进行调整,找到一个合适的值。

当积分系数Ki较大时,系统对积累误差的反应较快,可以很好地消除稳态误差,但也容易引起系统的超调。

pid控制实验报告

pid控制实验报告

pid控制实验报告PID控制实验报告引言PID控制是一种常用的控制算法,广泛应用于工业自动化系统中。

本实验旨在通过实际的PID控制实验,验证PID控制算法的效果和优势,并对PID控制的原理、参数调节方法等进行探讨和分析。

一、实验目的本次实验的目的是通过一个简单的温度控制系统,使用PID控制算法来实现温度的稳定控制。

通过实验,验证PID控制算法的有效性和优越性,掌握PID控制的基本原理和参数调节方法。

二、实验设备和原理本实验所用的设备为一个温度控制系统,包括一个温度传感器、一个加热器和一个控制器。

温度传感器用于实时检测环境温度,加热器用于调节环境温度,控制器用于实现PID控制算法。

PID控制算法是基于误差的反馈控制算法,其主要原理是通过不断地调整控制器的输出信号,使得系统的实际输出与期望输出之间的误差最小化。

PID控制算法由比例控制、积分控制和微分控制三部分组成。

比例控制通过比例系数调整控制器的输出信号与误差的线性关系;积分控制通过积分系数调整控制器的输出信号与误差的积分关系;微分控制通过微分系数调整控制器的输出信号与误差的微分关系。

通过合理调节这三个系数,可以实现对系统的精确控制。

三、实验步骤1. 搭建温度控制系统:将温度传感器、加热器和控制器连接在一起,确保信号传输的正常。

2. 设置期望温度:根据实验要求,设置一个期望的温度作为控制目标。

3. 调节PID参数:根据实验的具体要求和系统的特性,调节PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数,使得系统的响应速度和稳定性达到最佳状态。

4. 开始实验:启动温度控制系统,观察实际温度与期望温度的变化情况,记录实验数据。

5. 数据分析:根据实验数据,分析PID控制算法的效果和优势,总结实验结果。

四、实验结果与讨论通过实验,我们得到了一系列的实验数据。

根据这些数据,我们可以进行进一步的分析和讨论。

首先,我们观察到在PID控制下,温度的稳定性得到了显著的提高。

温度监测系统实验报告

温度监测系统实验报告

一、实验目的1. 熟悉温度监测系统的基本组成和原理。

2. 掌握温度传感器的应用和数据处理方法。

3. 学会搭建简单的温度监测系统,并验证其功能。

二、实验原理温度监测系统主要由温度传感器、数据采集器、控制器、显示屏和报警装置等组成。

温度传感器将温度信号转换为电信号,数据采集器对电信号进行采集和处理,控制器根据设定的温度范围进行控制,显示屏显示温度信息,报警装置在温度超出设定范围时发出警报。

本实验采用DS18B20数字温度传感器,该传感器具有体积小、精度高、抗干扰能力强等特点。

数据采集器采用单片机(如STC89C52)作为核心控制器,通过并行接口读取温度传感器输出的数字信号,并进行相应的处理。

三、实验器材1. DS18B20数字温度传感器2. STC89C52单片机3. LCD显示屏4. 电阻、电容等电子元件5. 电源模块6. 连接线四、实验步骤1. 搭建温度监测系统电路,包括温度传感器、单片机、显示屏、报警装置等。

2. 编写程序,实现以下功能:(1)初始化单片机系统;(2)读取温度传感器数据;(3)将温度数据转换为摄氏度;(4)显示温度数据;(5)判断温度是否超出设定范围,若超出则触发报警。

3. 连接电源,启动系统,观察温度数据变化和报警情况。

五、实验结果与分析1. 系统搭建成功,能够稳定运行,实时显示温度数据。

2. 温度数据转换准确,显示清晰。

3. 当温度超出设定范围时,系统能够及时触发报警。

六、实验总结1. 本实验成功地搭建了一个简单的温度监测系统,实现了温度数据的采集、处理和显示。

2. 通过实验,加深了对温度传感器、单片机、显示屏等电子元件的理解和应用。

3. 实验过程中,学会了如何编写程序,实现温度数据的处理和显示。

七、实验建议1. 在实验过程中,注意电路连接的准确性,避免因连接错误导致实验失败。

2. 在编写程序时,注意代码的简洁性和可读性,便于后续修改和维护。

3. 可以尝试将温度监测系统与其他功能结合,如数据存储、远程传输等,提高系统的实用性和功能。

水温控制系统stm32实验报告

水温控制系统stm32实验报告

水温控制系统stm32实验报告设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1升水,容器为搪瓷器皿(其他容器也可)。

水温可以在一定范围内设定,并能实现在10℃-70℃量程范围内对每一点温度的自动控制,以保持设定的温度基本保持不变。

要求(1)可键盘设定控制温度值,并能用液晶显示,显示最小区分度为0.1℃;(2)可以测量并显示水的实际温度。

温度测量误差在+0.5℃内;(3)水温控制系统应具有全量程(10℃-70℃)内的升温、降温功能(降温可用半导体制冷片、升温用800W以内的电加热器);(4)在全量程内任意设定一个温度值(例如起始温度+15℃内),控制系统可以实现该给定温度的恒值自动控制。

控制的最大动态误差<+4℃,静态误差<+1℃,系统达到稳态的时间<15min(最少两个波动周期)。

人机交互模块的设计温度控制系统经常是用来保证温度的变化稳点或按照某种规律进行变化。

但是通常温度具有惯性大,滞后性严重的特点,所以很难建立很好的数学模型。

所以在本次实验中我们采用了性能高又经济的搭载ARM Cortex-M内核的STM32F429的单片机作为它的微控制处理器。

人机交互模块主要是有普通的按键和一块彩色液晶屏幕所组成。

该实验中采用的是模糊的PID 算法,完成对系统的设计。

温度检测模块的设计传统的测温元件有热电偶,热敏电阻还有一些输出模拟信号的温度传感器。

但这些元件都需要较多的外部元件的支持。

电路复杂,制作成本高。

因此在本次实验中我们采用了美国DALLAS半岛公司推出的一款改进型的智能温度传感器 DS18B20。

此温度传感器读数方便,测温范围广,测温准确,输出温度采用数字显示更加智能化。

温度检测模块是以DS18B20温度传感器作为核心,将测量的温度信号传递给STM32单片机芯片进行温度的实时检测,并通过数码管显示。

智能温度控制系统实验报告

智能温度控制系统实验报告

上海电子信息职业技术学院《计算机控制系统实现与调试》课程实训报告系部:电子工程系专业:计算机控制技术班级:学号:姓名:小组:指导教师:日期:2014年5月一、系统概述1.系统原理图2.参数说明和设置低值报警AL=高值报警AH=输出下限值OL=输出上限值OH=输入类型LN=9。

工作方式(恒值控制、PI控制、加热、无冷端补偿、报警、报警)OP=3.操作步骤二、恒值控制1.要求(包括参数的设定值):设定值:60o C,水量一半;(在实验中有同学的温度按照实际实验时的值更正)比例系数P1= ;积分参数P2= ;控制周期P3=1;OF超调限定值= ;每30S记录一次测量温度,共记3个波峰3个波谷。

2.目的:观察恒值控制的控制效果。

3.现象:5.曲线图(指出系统的超调量、上升时间和稳态误差)6.实验结论(实验中的问题记录、产生问题的原因,如何解决这些问题、建议等)三.带有扰动的恒值控制(加冷水、重新设定温度)1.要求(包括参数的设定值)设定值:60o C,水量一半;(在实验中有同学的温度按照实际实验时的值更正)Op参数的设定:恒值控制、PI控制、加热、无冷端补偿、低值报警、高值报警;每20S记录一次测量温度,共记3个波峰3个波谷。

2.目的:观察带有扰动的恒值控制效果。

3.现象:4.得到的数据:(用表格列写数据)5.曲线图(指出系统的超调量、上升时间和稳态误差)6.实验结论(实验中的问题记录、产生问题的原因,如何解决这些问题、建议等)四、PI控制参数整定1.要求:设定值:60o C,水量一半;(在实验中有同学的温度按照实际实验时的值更正)用试凑法整定Pk和Ti参数,直至得到良好的控制曲线。

每20S记录一次测量温度和OU值,共记6个波峰6个波谷。

2.目的:掌握整定PI参数的方法,通过实验理解PI参数对控制性能的影响。

3.具体设定参数如下:(在实验过程中,每次获得的曲线所对应的Pk和Ti)表Pk和Ti参数整定记录表4.现象:5.得到的数据:(用表格列写数据)6.曲线图(指出系统的超调量、上升时间和稳态误差)7.试验结论(实验中的问题记录、产生问题的原因,如何解决这些问题、建议等)五、带扰动的PI控制参数整定(加入冷水或重新设置SV)1.要求:设定值:60o C,水量一半;(在实验中有同学的温度按照实际实验时的值更正)每20S记录一次测量温度、OU值,共记3个波峰3个波谷,然后加入()ml 的冷水或把设定值改为70o C,再记3个波峰3个波谷。

温度控制器实验报告

温度控制器实验报告

温度控制器实验报告目录一、实验概述 (2)1. 实验目的 (2)2. 实验设备与材料 (2)3. 实验原理 (3)二、实验内容与步骤 (4)1. 实验内容 (5)1.1 温度控制器的基本操作 (6)1.2 温度控制器的参数设置与调整 (7)2. 实验步骤 (8)2.1 安装温度控制器 (9)2.2 校准温度计 (9)2.3 设置温度控制器参数 (11)2.4 观察并记录实验数据 (13)2.5 分析实验结果 (13)三、实验数据与结果分析 (14)1. 实验数据 (15)1.1 温度控制器的温度读数 (17)1.2 温度控制器的设定温度 (18)1.3 温度控制器的实际输出温度 (19)2. 结果分析 (19)2.1 温度控制器的性能评价 (20)2.2 温度控制器在不同条件下的适应性分析 (21)四、实验结论与建议 (22)1. 实验结论 (23)2. 实验建议 (24)一、实验概述本实验旨在通过设计和制作一个温度控制器,让学生了解温度控制器的基本原理、结构和工作原理,并掌握温度控制器的制作方法。

学生将能够熟练掌握温度控制器的设计、制作和调试过程,为今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。

本实验的主要内容包括,在实验过程中,学生将通过理论学习和实际操作相结合,全面掌握温度控制器的相关知识和技能。

1. 实验目的本实验旨在探究温度控制器的性能及其在实际应用中的表现,通过一系列实验,了解温度控制器的控制原理、操作过程以及性能特点,验证其在实际环境中的温度控制精度和稳定性。

本实验也旨在培养实验者的实践能力和问题解决能力,为后续相关领域的深入研究和实践打下坚实的基础。

2. 实验设备与材料温度控制器:作为实验的核心设备,本实验选择了高精度数字式温度控制器,具备较高的稳定性和精确度,能够确保实验结果的可靠性。

恒温箱实验箱:为了模拟不同的环境温度,采用了具有温控功能的恒温箱或实验箱。

通过调节箱内的温度,可以观察温度控制器在不同环境下的表现。

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实验四温度控制系统(一)一. 实验目的:1•了解温度控制系统的组成环节和各环节的作用。

2. 观察比例、积分、微分控制规律的作用,并比较其余差及稳定性。

3. 观察比例度3、积分时间T I 、微分时间T D 对控制系统(闭环特性)控制 品质的影响。

二. 温度控制系统的组成:电动温度控制系统是过程控制系统中常见的一种,其作用是通过一套自 动控制装置,见图4-1,使炉温自动维持在给定值。

图4-1温度控制系统炉温的变化由热电偶测量,并通过电动温度变送器转化为 DDZ- n 型表的 标准信号0〜10mA 直流电流信号,传送到电子电位差计 XWC 进行记录,同 时传送给电动控制器 DTL ,控制器按偏差的大小、方向,通过预定控制规律 的运算后,输出0〜10mA 直流电流信号给可控硅电压调整器 ZK-50,通过控 制可控硅的导通角,以调节加到电炉(电烙铁)电热元件上的交流电压,消 除由于干扰产生的炉温变化,稳定炉温,实现自动控制。

可控硅输出电压 o 干扰开关电烙铁电炉三.实验内容与步骤:(一)观察系统各环节的结构、型号、电路的连接,熟悉可控硅电压调整器和电动控制器上各开关、旋钮的作用。

(二)控制系统闭环特性的测定:在以下实验中使用以下具体数值:S 1(50%) , S 2(80%), T I i(50s), T I 2 (40s), T DI(30S)来观察比例与积分控制规律的作用(1) 考察比例作用将S置于某值50%记住S旋钮在S i的位置,积分时间置最大 (T I =max),微分开关切向0,将干扰开关从“短”切向“干扰”,产生一个阶跃干扰(此时为反向干扰) ,同时在记录仪的记录线上作一记号,以记录阶跃干扰加入的时刻,观察并记录在纯比例作用下达到稳定的时间及余差大小。

( 2) 考察积分作用保持S S 1不变,置T I =T I 1,同时在记录仪的记录线上作一记号,以记录积分作用加入的时刻,注意观察积分作用如何消除余差,直到过程基本稳定。

2.观测Pi 控制作用下的过渡过程保持S 1, T I 1不变,将干扰开关从“干扰”切向“短”,产生一个正向阶跃干扰,观察过渡过程到基本稳定。

3. 考察S对余差的影响置S = S 2 , T I =max ,将干扰开关从“短”切向“干扰”,产生一个反向阶跃干扰,同时在记录仪的记录线上作一记号,以记录阶跃干扰加入的时刻,观察并记录在纯比例作用下达到稳定的时间及余差大小。

并与1(1)中S =S 1 时的余差相比较。

再加入积分作用T i =T i 1 以消除余差直到过程基本稳定。

4. 考察T i 对过渡过程的影响置S = S 1 , T I =T I 2 ,将干扰开关从“干扰”切向“短”,产生一个正向阶跃干扰,同时在记录仪的记录线上作一记号,以记录阶跃干扰加入的时刻,观察过渡过程到基本稳定,并与2 中的实验结果进行比较,以了解T I 对过渡过程的影响。

注意:要在同样条件下才能进行比较,即S旋钮的位置要与2中的位置完全一致,才能保证此时的S 1与2中的S i是相等的5.观测PID 控制作用下的过渡过程保持S = S 1 , T I =T I 2不变,置T D=T DI,微分开关切向D,将干扰开关从“短”切向“干扰” ,等待过程稳定后,同时在记录仪的记录线上作一记号,以记录阶跃干扰加入的时刻,观察过渡过程,并与PI 控制作用下的过渡过程进行比较。

6.考察S对稳定性的影响将S减小到1%, T I =max微分开关切向0,观察过渡过程波动曲线。

7.简单控制系统的参数整定采用衰减曲线法(4 :1)进行参数整定,在纯比例(T I =max,微分开关切向0)作用下,S置于一个较大的数值(30〜60%),用改变给定值(一般为5 个小格左右)额定值的5 %左右,本实验可改变给定值刻度盘上的五个小格的方法加入阶跃输入,观察记录曲线(过渡过程),并计算衰减比,此时衰减比若大于4:1 ,应减小S 值,再用改变给定值的方法加入阶跃输入,观察记录曲线,并计算衰减比,直到得到衰减比为4:1的过渡过程,记下此时的比例度S s,并通过尺子量出衰减振荡曲线中一个周期的长度,根据记录仪的走纸速度计算出振荡周期T S ,然后根据经验公式:S =1.6 S s ,T i=0.4T sT D=0.2T s求出相应的S、T i、T D值,把它们加到控制器中,此时给定值不要变,将干扰开关从“短”切向“干扰” ,观察记录的(反向阶跃)过渡过程曲线,再将干扰开关从“干扰”切向“短”,观察记录的(正向阶跃)过渡过程曲线,跟各组提供的标准过渡过程曲线(历届同学做得最好的过渡过程曲线)相比较,注意正向的与正向的比较,反向的与反向的比较,若有差距,可以适当改变3、T I、T D值(每次改变3、T I、T D值,均要记录),重复以上过程,直到控制系统的控制质量接近或超过标准。

四.问题讨论1 由实验结果讨论比例、比例积分、比例积分微分控制规律的作用,比较余差及稳定性A. 考察纯比例作用(3 =50% T I =max T D=0),达到稳定的时间是2'46',余差大小是12mmB. 考察积分作用(3 =50% T I i =50s, T D=0),比较积分与比例作用的曲线发现是相互对称的,余差的消除时间与比例积分过渡时间基本一致。

C. 在PI作用下,系统加入干扰后能消除余差,然而振荡变剧烈,降低了系统的稳定性。

D. 对于扰动作用,考察3对余差的影响,由图比较在(3 =80% T I =max T D=0)和在(3 =50% T I =max T D=0)控制作用下的两条曲线可知,3 =80%寸应的余差为33mm>12mmi说明3越大,余差越大E. T I对过渡过程的影响通过比较(3 =50% T I I=50s,T D=0)和(3 =50%T12 =40s,T D=0),发现积分时间越小,积分作用越强,消除余差越快,振荡加剧,稳定性降低。

F. PID 作用下(3 =50% T I 2=40S,T D=30S),与PI 下(3 =50% T I =40s,T D=0)的控制过程比较,PID作用下的曲线较平稳,稳定性较高,回复时间短,能较好地实现快速调节过程。

这说明在负荷变化剧烈、扰动幅度大的系统中,适当引入微分作用,可在一定程度上提高系统的控制质量。

这是因为当控制器在感受到偏差后再进行控制,过程已经受到较大幅度扰动的影响,而引入微分作用后,当被控变量一有变化时,根据变化趋势适当加大控制器的输出信号,将有利于克服扰动对被控变量的影响,抑制偏差的增长,从而提高系统的稳定性。

3对于过渡过程的影响,综上分析可知它的值越小,比例控制作用越强,余差小,当S减小到1%实现纯比例控制时,将出现发散振荡的情况,这是因为其小于其临界比例度2分析不同的S、T、T D对过渡过程的影响。

综合1 的考察分析,归纳如下:S对过渡过程的影响:a. 在扰动存在时,最后的被控变量与设定值总会存在一定的偏差。

这是因为一旦系统的平衡关系遭到破坏时,控制器必须有一个输出量才能建立新的平衡关系,而比例控制器的输出又是正比于输入e 的,因而这时控制器的输入必然不会为0b. S越小,衰减比越小,比例控制作用增强,余差减小,回复时间缩短,能较快地将被控变量拉到设定值,但是另一方面,值越小,稳定性会越低,特别是当S减小到小于其临界比例度S k时,系统发散振荡,可能会造成事故。

T I 对过渡过程的影响在纯比例作用下引入积分作用,若保持控制器的比例度不变,随着T I 减小,积分作用增强,消除余差快,但另一方面使震荡加剧,衰减比下降,稳定性下降。

T D对过渡过程的影响T D越大,微分作用越强,过大则可能会造成系统产生剧烈振荡。

3 . 绘制一组你在改进控制系统的控制质量的过程中所得到的过渡过程曲线,并注明各参数值。

衰减比4: 1下得到的S s=10%通过尺子量出衰减振荡曲线中一个周期的长度为5.5mm 而走纸速度为300mm/h故Ts=5.5/300*3600=66s ;根据经验公式S =1.6S S =0.16T I=0.4T S=26.4sT D=0.2T S=13.2s把它们加入到控制器中,曲线呈发散,使曲线发散的因素包括S 、T I 、T D,根据理论可知在T I越小,T D和S保持不变的情况下,曲线越容易发散(故后续的值均应往大调)经过几组的参数调节,进行质量的控制,涉及的参数如下表所示4. 针对你的实验经验与结果,讨论为了得到更好的控制质量,如何根据实际的过渡过程的具体缺陷,调整3、T I、T D值。

由此次实验总结,控制系统的控制质量应尽量使最后的温度变化不会太明显,即波动不会太剧烈(本实验建议在衰减比为4: 1的情况下调整),并且, 另一方面,过渡时间尽量短•为此,大体上遵循以下步骤调整(1)在参数值使系统发生发散时,首先得确定三个参数中是哪个参数对其造成了最大的影响,可以通过控制变量法来确定(2 )发现是积分时间对其发散影响最大的情况下,在微分时间一定的情况下调节,可以适当地把积分时间调大,同时比例度应适当调小(这两个参数值均在求出的经验值的附近值)一方面是为了避免发散现象,另一方面是为了尽量使削减比保持在4: 1左右,振荡不会过度剧烈(3 )在保证温度不会变化得太大的情况下,再调整微分时间来实现缩短过渡时间的控制效果五、心得体会1•在考察比例、积分、微分控制规律对系统的作用时,每调一次值,必需等到被控变量不再改变时再继续进行下一步,否则会造成偏差的积累,对于最后的结果产生影响。

2. 干扰开关从“干扰”切向“短”,或者从“短”切向“干扰”均产生一个阶跃信号,故每次在调好参数后,欲使其对系统施加影响,都必须切换开关3. 做实验时应认真思考调节参数对系统施加的控制作用的规律,从而指导下一个实验步骤,如在考察T I对余差的影响时,发现T I值对于系统的稳定性也会产生一定的影响,过小则振荡加剧,故在下一步设置参数值时,应该控制其大小,防止发散。

4. 当系统已经发散时,为使系统能较快地恢复到稳态,则根据在实验过程中获得的最快使系统恢复的参数来调节,以节约时间。

5. 在衰减比4:1的前提下做参数整定的实验,是因为工业生产中,定值系统(设定值不变,通过切换干扰开关对其施加阶跃信号)通常要求控制系统具有振荡不太剧烈,余差不太大的过渡过程,一般取衰减比值为4:16、通过比例度调节,S =20%衰减比n=无穷,S =30%衰减比n=无穷,故尝试将S 调小,当S =15% n=7;当调节S =10% n=4,可知当比例度减小时,衰减比亦减小7、对于简单控制系统的参数整定,是有一定规律可循的,单纯地靠调节某一参数是无法实现较好的控制效果的,可以通过利用不同参数对控制系统的影响的趋势,来统筹出最适合的参数。

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