过程控制实验报告

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北京科技大学过程控制实验报告

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实验报告课程名称:过程控制系统实验项目名称:被控对象特性测试实验日期与时间: 2022.07 指导教师:班级:姓名:学号:成绩:一、实验目的要求1.了解控制对象特性的基本形式。

2.掌握实验测试对象特性的方法,并求取对象特性参数二、实验内容本节实验内容主要完成测试对象特性,包含以下两部分内容:1.被控对象特性的实验测定本实验采用飞升曲线法(阶跃向应曲线法)测取对象的动特性。

飞升曲线是指输入为阶跃信号时的输出量变化的曲线。

实验时,系统处于开环状态,被控对象在某一状态下稳定一段时间后,输入一阶跃信号,使被控对象达到另一个稳定状态,得到被控对象的飞升曲线。

在实验时应注意以下的一些问题:1)测试前系统应处于正常工作状态,也就是说系统应该是平衡的。

采取一切措施防止其他干扰的发生,否则将影响实验结果。

2)在测试工作中要特别注意工作点与阶跃幅度的选取。

作为测试对象特性的工作点,应该选择正常工作状态,也就是在额定负荷及正常的其他干扰下,因为整个控制过程将在此工作点附近进行。

阶跃作用的取值范围为其额定值的 5-10%。

如果取值太小,由于测量误差及其它干扰的影响,会使实验结果不够准确。

如果取值过大,则非线性影响将扭曲实验结果。

不能获得应有的反应曲线,同时还将使生产长期处于不正常的工作状态,特别是有进入危险区域的可能性,这是生产所不能允许的。

3)实验时,必须特别注意的是,应准确地记录加入阶跃作用的计时起点,注意被调量离开起始点时的情况,以便计算对象滞后的大小,这对以后整定控制器参数具有重要的意义。

4)每次实验应在相同的条件下进行两次以上,如果能够重合才算合格。

为了校验线性,宜作正负两种阶跃进行比较。

也可作不同阶跃量的实验。

2.飞升曲线数据处理在飞升曲线测得以后,可以用多种方法来计算出所测对象的微分方程式,数据处理方法有面积法、图解法、近似法等。

面积法较复杂,计算工作量较大。

近似法误差较大,图解法较方便,误差比近似法小。

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实验一 基于Matlab/Simulink 的控制系统仿真研究一、实验目的1)学习使用Matlab 命令软件对控制系统进行时域特性仿真研究的基本方法。

2)学习使用Simulink 工具箱对控制系统进行时域特性仿真研究的基本方法。

3)加深对各典型环节的理解。

4)研究二阶系统的特征参数,阻尼比ξ和自然频率n ω对系统动态性能的影响。

二、实验原理1. 基于Matlab 的时域特性分析 已知系统的闭环传递函数26543222050()1584223309240100s s G s s s s s s s ++=++++++ 试求系统的单位脉冲、单位阶跃、单位速度、单位加速度响应。

% 输入系统传递函数模型 num=[2 20 50];den=[1 15 84 223 309 240 100];t=0:0.1:20; % 生成时间向量 % 求系统的单位脉冲响应subplot(2, 2, 1); % 设定子图形显示位置 impulse(num, den, t); % 求单位脉冲响应 ylabel('y(t)'); % 显示纵轴名称 title('单位脉冲响应'); % 显示图形名称 % 求系统的单位阶跃响应subplot(2, 2, 2); % 设定子图形显示位置 step(num, den, t); % 求单位阶跃响应 ylabel('y(t)'); % 显示纵轴名称 title('单位阶跃响应'); % 显示图形名称 % 求系统的单位速度响应subplot(2, 2, 3); % 设定子图形显示位置u1=t; % 单位速度输入信号 plot(t, u1); % 绘制单位速度输入信号hold on; % 图形保持,在同图中绘制响应曲线 lsim(num, den, u1, t); % 求单位速度响应 ylabel('x(t), y(t)'); % 显示纵轴名称text(10, 12, 't'); % 显示单位速度函数表达式 title('单位速度响应'); % 显示图形名称 % 求系统的单位加速度响应subplot(2, 2, 4); % 设定子图形显示位置u2=t.*t/2; % 单位加速度输入信号 plot(t, u2); % 绘制单位加速度输入信号hold on; % 图形保持,在同图中绘制响应曲线 lsim(num, den, u2, t); % 求单位加速度响应 ylabel('x(t), y(t)'); % 显示纵轴名称text(11, 100, '1/2*t^2'); % 显示单位加速度函数表达式 title('单位加速度响应'); % 显示图形名称2. 基于Simulink 的时域特性分析按图建立系统的Simulink 模型,对不同的输入信号进行仿真,改变传递函数12325()()s (4)G s G s s s ==+,,观察仿真结果。

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过程控制实验报告过程控制实验报告引言:过程控制是一种重要的工程控制方法,广泛应用于工业生产、环境保护、交通运输等各个领域。

本实验旨在通过对过程控制的实际操作,理解和掌握过程控制的基本原理和方法。

一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建一个简单的过程控制系统,了解过程控制的基本概念和原理,并通过实际操作掌握过程控制的方法和技巧。

二、实验装置和原理实验所用的装置是一个温度控制系统,由温度传感器、控制器和执行器组成。

温度传感器负责测量温度,控制器根据测量值与设定值的差异来控制执行器的动作,从而实现温度的控制。

三、实验步骤1. 将温度传感器安装在被控温度区域,并连接到控制器上。

2. 设置控制器的参数,包括设定值、比例系数、积分时间和微分时间等。

3. 打开控制器,开始实验。

观察温度的变化过程,并记录实验数据。

4. 根据实验数据分析控制效果,并对控制器的参数进行调整,以达到更好的控制效果。

5. 重复步骤3和4,直到达到满意的控制效果。

四、实验结果与分析在实验过程中,我们观察到温度的变化过程,并记录了实验数据。

通过对实验数据的分析,我们可以评估控制效果的好坏,并对控制器的参数进行调整。

五、实验总结与体会通过本次实验,我们深入了解了过程控制的基本原理和方法。

实践操作使我们更加熟悉了过程控制的过程和技巧。

同时,我们也体会到了过程控制在工程实践中的重要性和应用价值。

六、实验改进与展望本次实验中,我们采用了简单的温度控制系统进行实验。

未来可以进一步扩展实验内容,涉及到其他参数的控制,如压力、流量等,以更全面地了解过程控制的应用。

结语:过程控制是一门重要的工程学科,对于提高生产效率、保护环境、提升产品质量等方面具有重要意义。

通过本次实验,我们对过程控制的原理和方法有了更深入的理解,为今后的工程实践打下了坚实的基础。

希望通过不断学习和实践,我们能够在工程领域中运用过程控制的知识,为社会发展做出更大的贡献。

过程控制实验报告

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过程控制实验报告1. 实验目的本次实验的目的是学习和掌握过程控制的基本原理和操作方法,了解过程控制系统的组成和结构,掌握过程控制系统的基本调试方法和过程控制的自动化程度。

2. 实验原理过程控制是指对一组物理过程进行控制的技术和方法。

过程控制的目的是使被控制的物理过程在一定的条件下,达到预期的目标,如稳定、精度、速度、延迟、可靠性、安全性、经济性等等。

过程控制系统由传感器、执行元件、控制器和执行器构成,其中传感器用于检测被控制物理过程的状态,控制器根据传感器获取的信息进行决策,并通过执行元件控制执行器实现对被控制物理过程的控制。

3. 实验步骤本次实验的过程控制系统由一台工业控制计算机、一台工业控制器和一组执行器构成。

实验的具体步骤如下:(1) 将传感器与控制器连接,并将控制器与计算机连接。

(2) 在计算机上启动控制软件,在软件中设置控制器和传感器的参数。

(3) 将执行器与控制器连接,并调试执行器的控制参数。

(4) 在控制软件中设置控制策略和控制目标,并启动控制器。

(5) 监测被控制物理过程的状态,并记录相关数据。

(6) 对控制策略和控制参数进行调整,直到被控制物理过程达到预期目标。

4. 实验结果经过多次实验,我们成功地控制了被控制的物理过程,并达到了预期目标。

实验结果表明,过程控制技术可以有效地控制物理过程,并提高物理过程的稳定性、精确性和可靠性。

5. 实验总结本次实验使我们深入了解了过程控制的原理和操作方法,掌握了过程控制系统的基本调试方法和过程控制的自动化程度。

通过实验,我们发现过程控制技术在许多工业领域都具有广泛的应用前景,是提高生产效率和质量的重要手段。

在今后的学习和工作中,我们将继续深入学习和研究过程控制技术,为推动工业自动化和智能化发展做出贡献。

《过程控制系统》实验报告

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《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

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《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。

过程控制控实验报告

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过程控制控实验报告实验⼀单容⾃衡⽔箱特性的测试⼀、实验⽬的1. a 根据实验得到的液位阶跃响应曲线,⽤相应的⽅法确定被测对象的特征参数K 、T 和传递函数。

⼆、实验设备1. A3000⾼级过程控制实验系统2. 计算机及相关软件三、实验原理由图2.1可知,对象的被控制量为⽔箱的液位h ,控制量(输⼊量)是流⼊⽔箱中的流量Q 1,Q 2为流出⽔箱的流量。

⼿动阀QV105和闸板QV116的开度(5~10毫⽶)都为定值。

根据物料平衡关系,在平衡状态时:0Q Q 2010=- (1)动态时则有: dtdVQ Q 21=- (2)式中V 为⽔箱的贮⽔容积,dtdV为⽔贮存量的变化率,它与h 的关系为Adh dV =,即:dtdhA dt dV = (3) A 为⽔箱的底⾯积。

把式(3)代⼊式(2)得:QV116V104V103hh QV105QV102P102LT103LICA 103FV101MQ 1Q 2图2.1单容⽔箱特性测试结构图图2.2 单容⽔箱的单调上升指数曲线dtdhA=-21Q Q (4)基于S 2R h Q =,R S 为闸板QV116的液阻,则上式可改写为dtdhA R h Q S =-1,即:或写作:1)()(1+=TS Ks Q s H (5)式中T=AR S ,它与⽔箱的底积A 和V 2的R S 有关;K=R S 。

式(5)就是单容⽔箱的传递函数。

若令SR s Q 01)(=,R 0=常数,则式(5)可改为: TS KR S R K S R T S T K s H 0011/)(0+-=?+= 对上式取拉⽒反变换得: )e -(1KR h(t)t/T0-= (6)当∞→t 时0KR )h(=∞,因⽽有=∞=0R )h(K 阶跃输⼊输出稳态值。

当t=T 时,则)h(KR )e-(1KR h(T) 001∞===-0.6320.632。

式(6)表⽰⼀阶惯性环节的响应曲线是⼀单调上升的指数函数,如图2.2所⽰。

过程控制实验报告

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过程控制实验报告1. 背景过程控制是一种控制技术,用于监测和调整工业过程中的变量,以确保产品的质量和效率。

在工业生产中,过程控制对于提高产品质量、降低生产成本和提高生产效率起着至关重要的作用。

本实验旨在通过模拟一个简单的工业过程,了解过程控制的基本原理和方法。

通过对过程中的变量进行监测和调整,我们可以在不同条件下优化过程,并得出相应的结论和建议。

2. 实验设备和方法2.1 实验设备•控制器:使用PID控制器进行过程控制。

•传感器:使用温度传感器、压力传感器和流量传感器等监测过程中的变量。

•执行器:使用阀门、电机等对过程进行调整。

2.2 实验方法1.设定控制目标:根据实验要求,确定需要控制的变量和目标值。

2.连接传感器和执行器:将传感器和执行器与控制器连接,确保数据的传输和命令的执行。

3.数据采集和处理:通过传感器获取过程中的数据,并将其输入到控制器中进行处理。

4.控制策略选择:选择合适的控制策略,如比例控制、积分控制、微分控制等。

5.调整参数:根据实际情况,调整控制器的参数,以达到控制目标。

6.系统监测和优化:实时监测过程中的变量,并根据实验结果进行系统优化。

3. 实验结果经过实验,我们获得了以下结果:•利用PID控制器进行温度控制实验,成功将温度稳定在目标温度范围内,并保持稳定不变。

•利用PID控制器进行压力控制实验,成功将压力稳定在目标压力范围内,并保持稳定不变。

•利用PID控制器进行流量控制实验,成功将流量控制在目标流量范围内,并保持稳定不变。

通过数据分析和结果对比,我们得出以下结论:•PID控制器具有较好的控制性能,能够实现对温度、压力和流量等变量的精确控制。

•过程控制的关键在于选择合适的控制策略和参数调整,通过不断优化可以实现更好的控制效果。

•实时监测对于控制系统的稳定性和可靠性具有至关重要的作用,可以及时发现问题并进行修正。

4. 建议根据实验结果和分析,我们提出以下建议:1.在实际工业生产中,可以采用PID控制器对关键的工艺变量进行控制,以提高产品质量和生产效率。

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《过程控制实验》实验报告第一章、过程控制实验装置的认识一、过程控制实验的基本内容及概述本次过程控制实验主要是对实验室的水箱水位进行控制。

水箱液位控制系统是一个简单控制系统,所谓简单液位控制系统通常是指由一个被控对象、一个检测变送单元(检测元件及变送器)、以个控制器和一个执行器(控制阀)所组成的单闭环负反馈控制系统,也称为单回路控制系统。

简单控制系统有着共同的特征,它们均有四个基本环节组成,即被控对象、测量变送装置、控制器和执行器。

图1-1 水箱液位控制系统的原理框图这是单回路水箱液位控制系统,单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定,而调节器只接受一个测量信号,其输出也只控制一个执行机构。

本系统所要保持的恒定参数是液位的给定高度,即控制的任务是控制水箱液位等于给定值所要求的高度。

二、主要设备1)水路装置的认识过程控制实验用的水路装置图如下图1-2 水路图由水路装置图我们看到,装置主要有水箱,交流电动泵,热炉,管道,电动阀,电磁阀,流量计,液位传感器,温度传感器组成,可以构成一个完整的过程控制实验平台。

从上图我们可以看出,装置主要分为两大部分,第一水路,管道,热炉,水箱等等物理对象,第二是传感器,执行机构等等的控制部分的装置。

实验装置具体介绍如下:装置简介加热控制器功率1500W 电源220V(单相输入)泵Q:40-150L/min 50Hz Hz:50H:2.5-7 rpm:2550Hmax:2.5m kw:1.1Qmax:150L/min Hp:1.5V:380 In:2.8AVL:450V ICL:BIP:44 MODEL BLC 120/110S全自动微型家用增压泵型号:15WZ-10单相电容运转马达最高扬程10m 最大流量20L/min极数:2 转速:2800rpm电压:220V 电流:0.36A功率:80W 绝缘等级ESBWZ温度传感器PT100 量程0—100摄氏度精度0.5%FS输出:4-20MA DC电源:24VDCb)电气连接图由电气装置的图我们可以看到,所有的电器连接都在这里,主要是一些传感器信号,电动驱动信号,用于电动装置的驱动。

见附件c)操作面板图:从操作面板上我们可以看到主要是由四个表,由P909构成,用于测量控制压力、流量、液位、温度的测量以及控制,PV代表反馈测量,外给定可以用于串级控制,OUT用于输出信号,以上接口均使用4-20mA标准见附件第二、三章、实验系统的认知(包括力控软件,P909,实验装置)a)力控软件的安装首先使用光盘里的Setup.exe安装力控软件的主题部分,然后将IO Servers文件夹拷到力控软件的安装目录下,安装IO Servers驱动然后打开力控软件,寻找到力控软件的目录,点击开发模式,然后找到COM设置的部分,如图然后点开相应的目录,然后配置串口参数,即可进行通信测量和控制。

保存后编译工程文件。

然后我们就可以开始使用力控软件了。

运行接界面。

力控软件的功能相当之强大,可以监控各个窗口仪表的状态,并且具有绘制历史曲线的功能。

这个功能可以很方便我们使用,绘制飞升曲线,观察系统模型。

b)液位控制系统的认识:液位控制系统有水箱、进水阀、分水阀、气泵、压力表、电动阀构成。

系统原理框图如下压力表进水阀分水阀水箱液位传感器流量计阀门开度测量泵c ) 系统模型的认识我们整个实验的目的就是在于控制液位,所以我们需要水箱液位的模型来帮助我们整定参数。

而对于实际模型最好的建模方式就是实验建模,给予模型一个阶跃信号后,观察系统的反应,然后建立出模型的传递函数。

同时,需要注意到系统不仅仅是液位有一个模型,电动阀的模型也会对系统产生影响。

电动阀20%-90%有上述的飞升曲线我们可以看出电动阀的模型也是一个一阶环节,曲线上出现的一个个阶梯状的主要是由于采样周期的影响,由于电动阀的反应速度相对于液位而言是比较快的,所以采样的效果还是很明显的。

由于电动阀的时间常数远小于液位,实际参数调整的时候可以忽略调节阀的参数。

5.70.41s液位飞升曲线首先建立增益系数K,由最初与最终的稳态结果可知,K=5.625然后是时间常数,当液位飞升曲线到达67.5%的时候,此时的时间就是我们的时间常数,所以可得我们的系统的传递函数。

5.625 131 s得到了传递函数对我们整定PID参数有极大的益处。

d)P909的认识我们实验的主要控制器就是P909高精度微电脑控制器,它主要具有如下特点:控制精度高,最高可达0.1度双PID控制功能,可以控制加热和冷却通用输入,可以输入56种不同的信号输出信号种类多,可以满足各种需要。

有外部设定SV功能呢,用于多机同步设定可选配RS-485通信功能或主副控制器抗干扰能力强,可用于各种工控场合输出百分比控制,手动/自动切换自整定、自诊断功能。

由上可见,P909功能十分强大,可以用来实现试验中的种种功能。

我们主要使用的功能有:1、设定输出值的百分比:按SET键到OUTL显示后,使用光标确认输出的百分比。

2、确认控制器的SV设定值,按下<键直到SV值在闪烁,使用光标修改SV的数值。

3、设定显示的高点低点:按下set键5秒之内按下<键进入第三层,按下set键找到ANL1 和ANH1,同时输入相应的电流信号,然后设定想要显示的数值即可。

P909具体功能图:系统总框图第一层第二层第三层第三层第四章、单回路控制系统:单回路控制器一种以微处理器为计算、控制核心,配以相应软件,在外观及使用上类似常规模拟控制器的数字式控制仪表,又称单回路数字控制器。

单回路控制器一般可接受多个输入信号,一般只有两个,设定值和检测值,用于偏差计算,但只输出一个模拟量信号,构成单回路直接数字控制。

我们的单回路液位控制系统框图如下P909控制器液位设定电动阀流量液位液位传感器OUTPV所谓的单回路,就是只有一个控制回路,只去检测一个量的控制,这在实际控制系统中占了绝大多数。

我们就一次来进行液位控制。

控制结果如下K=12 P=1 D=1可以看出我们的控制效果并不是很好,实际上主要是系统的增益比较大,很容易就震荡了,而且由于控制效果过于强烈,同时P909在检测值大于设定值的时候立刻停止控制作用,导致控制过于频繁启动,使得控制处于一种开关控制的状态。

不利于控制器的控制。

实验过程:i. 使用P909说明书中间的矫正手段,通过其他的P909输出电流信号至PV ,然后用第三层中的矫正功能,完善两点的矫正。

ii. 连接系统,然后使用P909进行参数整定。

iii. 首先整定P 参数,当P=15是系统响应出现震荡,让后适当减少P 的值,加入P=1获得比较不错的控制效果iv. 加入D=1,增强的效果不是很明显。

第五、六章、串级控制:串级控制系统-----两只调节器串联起来工作,其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。

串级控制系统的主回路是定值控制,其设计单回路控制系统的设计类似,设计过程可以按照简单控制系统设计原则进行。

这里主要解决串级控制系统中两个回路的协调工作问题。

主要包括如何选取副被控参数、确定主、副回路的原则等问题。

由于副回路是随动系统, 对包含在其中的二次扰动具有很强的抑制能力和自适应能力,二次扰动通过主、副回路的调节对主被控量的影响很小,因此在选择副回路时应尽可能把被控过程中变化剧烈、频繁、幅度大的主要扰动包括在副回路中,此外要尽可能包含较多的扰动。

实际控制工程中一般只要抑制主要的扰动即可,扰动回路用得过多,对于参数整定,系统稳定等等会有影响。

串级控制的原理方框图如下:P909副控制器液位设定电动阀流量液位液位传感器OUT PVP909主控制器实验一:本次实验的主要目的在于整定P909控制器的PV 参数。

首先是整定主控制器的PV 参数:1、 进入第三层后,使用其他的P909控制器输出7.13mA 的电流,然后将控制器的参数整定为10(代表10mm )2、 同样使用其他P909控制器输出19.61mA ,然后将控制器输出显示为510(代表510mm ),外环主控制器PV 整定完成。

3、 同样的方法整定外环控制器,让其他的P909控制器输出20mA 后调整P909显示为100(代表阀门开度为100%),然后让其他P909控制器输出4mA 电流,调整P909显示0%(代表阀门开度为0%)实验二:由于我们的流量传感器并不是很好用,所以我们改用电动阀门的开度作为辅助控制变量,主要抑制的是外部环境对于电动阀的扰动,实际上出来的效果不是很好,尤其是参数很难整定,经常整定好内环参数后,外环参数不佳,导致系统运行不佳。

由上图可以看出相较于单回路系统,性能有所上升,但是还是有振铃现象,参数整定不是很好。

外环PID :P15,I1 D 2 内环PID :P 5 I 2。

实际上我们的参数不是很好,使用P909的参数自整定功能之后,我们发现性能还有所下降,所以弃用。

实验过程:1、使用P909说明书中间的矫正手段,通过其他的P909输出电流信号至PV,然后用第三层中的矫正功能,完善两点的矫正。

2、连接系统,然后使用P909进行参数整定。

3、首先整定内P参数,当P=5是系统响应出现震荡,让后适当减少P的值,加入I=2获得比较不错的控制效果4、然后整定外环,参考上次的参数整定为PID:P15,I1 D 2与单回路控制系统的比较:由于我们的系统中间的阀门开度有一个比较大的滞后,所以实际上通过一个串级控制的方式一方面提升了内环收敛的速度,另一方面提升了内环的抗干扰能力。

抑制了对于阀门开度的扰动。

单回路控制系统的结果串级控制结果可以看出串级控制的效果明显好于单回路,无论是上升时间,运行振荡的表现都要略好一些。

可见串级控制的控制效果比起单回路系统要好一些。

第七章、根据实验教学装置设计前馈控制系统本章实验的要求设计一个前馈控制系统。

所谓前馈控制就是指控制系统检测出系统受到的扰动,然后利用这样一个检测出的扰动来进行系统的调控。

可见前馈控制的条件在于我们所要抑制的扰动量必须可测,还有扰动必须是主要的扰动。

同时扰动只能抑制所检测的扰动,不能抑制其他扰动,所以前馈控制不能单独使用,必须配合在反馈控制系统中,但是在我们的实验设备上存在这么一个问题,实际上可测的扰动均可以通过串级控制抑制,设计前馈控制只是为了试验用而已。

上图是实用的前馈控制框图,由于我们的P909不支持多点输入,想要实现前馈控制,必须带上PC机,P909控制器1、2仅仅作为检测装置使用,PC机上实现算法,P909控制器3作为输出设备第八章、力控组态软件的串级控制软件界面开发本章实验的主要目的在于使用力控组态软件的使用。

本次实验的任务在原有的力控软件的基础上增加一个串级控制的页面,不需要自行重新定义协议变量,使用内部自带的变量即可。

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