工业过程控制及自动化仪表实验2new

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1、北京联合大学实验报告课程（项目）名称：实验二单回路PID控制系统组成及过程动态特性参数对控制质量的影响学院：自动化学院专业：电气工程与自动化班级：0910030101学号：2009100301126姓名：林驷淇成绩：2012年05月13日一、任务与目的1．熟悉Matlab仿真环境；2．理解单回路控制系统的组成；3．理解给定值扰动和负荷扰动的过渡过程曲线；4．掌握扰动通道、控制通道的静态参数和动态参数对控制质量的影响；5．掌握扰动作用位置对控制质量的影响；6．掌握对象的多个时间常数之间的关系对控制质量的影响；二、实验条件Matlab7.0仿真软件三、实验内容对如下图所示的单回路控制系统进行仿

2、真。其中，Stepinput作为系统给定值；而Step1input作为外部干扰。（一）给定值扰动：设置给定值阶跃扰动Stepinput为某一值，设外部干扰Step1input为0，改变PID控制器的参数，从模块观察系统输出曲线，直到出现4:1~10:1衰减曲线。（二）负荷扰动：修改参数步骤与（一）相同，设Stepinput给定值扰动为0，负荷扰动Step1input设置为某一值。反复调整P、I、D参数，使输出成为4:1衰减曲线。四、现象分析一、给定值扰动PID参数给定（见图2-1）P：10I：11D：40图2-1输出曲线：图中数据为（估测）：y1=1.9y3=1.21tp=2.5sT+tp

3、=8s二、负荷扰动PID参数给定（见图2-1）P：0.95I：0.22D：3.8输出曲线：图中数据为（估测）：y1=14.9y3=2.6tp=10sT+tp=35s五、数据处理实验内容1衰减率最大动态偏差稳态偏差工作周期调整时间69%0.905.5s2.5s实验内容2衰减率最大动态偏差稳态偏差工作周期调整时间82.6%14.9025s10s六、结论通过此次试验，我了解到了比例增益P越大，调节灵敏度越高。当出现超调时，加入积分环节I。积分环节的作用是，使经过比例增益P放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大(或减小)，从而减缓其变化速度，防止振荡。但积分时间I太长，又会当反馈信号急剧变化时，被控

4、量难以迅速恢复。因此，I的取值与系统的时间常数有关。系统的时间常数较小时，积分时间应短些；拖动系统的时间常数较大时，积分时间应长些。 当需要调节时间缩短时，需要加入微分环节D。D的取值也与系统的时间常数有关：系统的时间常数较小时，微分时间应短些；反之，系统的时间常数较大时，微分时间应长些。P、I、D参数的调整原则　　P、I、D参数的预置是相互作用的，在调整时，应根据实际情况进行调整：被控量在目标值附近振荡时（等幅振荡），应首先加大积分时间I，如仍有振荡，可适当减小比例增益P。被控量在发生变化后难以恢复，首先加大比例增益P，如果恢复仍较缓慢，可适当减小积分时间I，还可加大微分时间D。七、评语