单回路调节系统的整定

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1、单回路调节系统的整定一、实验目的与要求a) 熟悉单回路调节系统的整定方法；b) 了解调节器参数对调节过程的影响。二、实验内容先根据调节对象估算出调节器各参数（δ、Ti、Td）的值，对下列调节系统进行仿真，再观察各参数值的变化对调节过程的影响。被控对象：调节对象的参数可自行选取，例如可选K=2，T0=10，n=4或5。进行仿真实验，当需要显示多条仿真曲线时可采用如下所示的仿真框图：其中，PID模块可以从SimulinkExtras

2、AdditionalLinear图形子库中提取。该模块传递函数，或者我们自己可以构建这个功能模块。单回路调节系统的整定方法主要有临界比例带

3、法、图表整定法和衰减曲线法等，下面介绍其中两种，可任选其中一种方法进行实验。1．临界比例带法临界比例带法是在纯比例作用下将系统投入闭环运行，不断改变比例带δ的数值使调节系统产生等幅振荡，并记录对应的临界比例带δc和临界振荡周期Tc。然后根据δc和Tc得到系统所希望的衰减率时的其它整定参数。具体整定步骤如下：（1）设置调节器整定参数Ti→∞，Td=0，δ置于较大的数值后，将系统投入闭环运行。（2）系统运行稳定后，适量减小比例带的数值并施加阶跃扰动，观察被调量的变化，直到出现等幅振荡为止。记录此时的临界比例带δc和临界振荡周期Tc。（3）根据临界比例带δc和临界振荡周期

4、Tc，调节器中的整定参数可按下式计算：（i） P调节器：δ＝2δc；（ii） PI调节器：δ＝2.2δc，Ti＝0.85Tc；（iii） PID调节器：δ＝1.67δc，Ti＝0.5Tc；Td＝0.25Ti。所列的计算公式是按衰减率ψ=0.75时为依据的。根据调节系统采用不同的调节器类型，选用不同的计算公式，求出整定参数。（4）将计算出的各整定参数值设置到调节器中，对系统作阶跃扰动试验，观察被调量的阶跃响应，适当修改各整定参数，直到满意为止。2．图表整定法图表整定法是通过被调对象阶跃响应曲线的特征参数，经查图表求取调节器各整定参数的。它适用于典型的多容热工被调对象，

5、图表见教材表6-3和表6-4。采用图表整定法首先对被调对象作阶跃扰动试验，记录阶跃响应曲线，求取阶跃响应曲线上的特征参数：自平衡率ρ、迟延时间τ和时间常数Tc,然后通过附表2的计算公式计算调节器的各整定参数。表中的计算公式是依据衰减率ψ=0.75制定的，若需要得到其它衰减率数值，计算公式要进行修正。表中的计算公式适用于阶数较高的被调对象，对于一阶和二阶的被调对象，计算得到整定参数投入运行后将具有较大的衰减率（ψ＞0.75）。三、实验结果调节对象的传递函数G(S)=（1）根据整定法求得P调节器：δ=      PI调节器：δ=      Ti=      PID调节器

6、：δ=      Ti=      Td=      利用计算得到的调节器参数进行仿真，仿真曲线（P、PI、PID对应的三条曲线）： 性能指标：峰值时间，超调量，调节时间，衰减率（2）改变PID调节器参数进行仿真（i）保持Ti、Td不变，改变δ：仿真曲线（至少三条）：（ii）保持δ、Td不变，改变Ti：仿真曲线（至少三条）：（iii）保持δ、Ti不变，改变Td：仿真曲线（至少三条）：四、实验小结