2019北邮过程控制实验报告(DOC)

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1、北邮过程控制实验报告(DOC)　　过程控制实验报告　　学院：　　自动化学院　　　　专业：　　自动化专业　　班级：　　20XX211411　　姓名：　　韩思宇　　学号：　　102120XX　　指导老师：　　李忠明　　　　实验一单容过程的数学模型建立与控制　　a)单容水箱液位数学模型一、实验目的　　1、学习实验的设备装置以及管路构成。　　2、熟悉仪表装置，如检测单元、控制单元、执行单元等。3、了解液位容积特性，熟悉实验法建模的具体方法。　　二、实验设备　　1、实验设备：A1000对象系统(1)泵　　(2)水泵调速器：工作电源24VAC，控制信号2-10VDC(3)

2、液位变送器：量程为0-100,输出信号4-20mA。2、系统组成　　液位容积特性测量流程图如图1所示。　　图1系统组成图　　三、实验步骤　　1、QV112全开，QV116打开45度左右，其余阀门关闭。　　2、将LT101连到AI0输入端，AO0输出端连到U101(手动输出)。3、工艺对象上电，控制系统上电，启动U101(P101)。　　4、启动组态软件，选择“单容液位PID控制”。设定U101控制20~30%，等待系统稳定。液位和流量稳定在某个值。液面不能太低，否则不算稳定。5、设定U101控制增加2~5%，记录水位随时间的数据，到新的稳定点或接近稳定。如果阶

3、跃太大，可能导致溢出。　　6、抓图，若液位太低或者溢出，可以修改QV116开度，重复4和6步。7、将系统输出设定值置为0，关闭系统，分析数据　　四、实验结果与思考　　设定U101控制增加2%后，系统阶跃响应曲线图如图2所示。　　图2U101控制增加2%的阶跃响应曲线图　　求解传递函数G(S)=K/(TcS+1)参数　　控制量从30%上升到35%，液位从50%上升到%。Tc=100s。　　K=/(35-30)=。综上，可得Tc=100s，K=7。　　b)单容液位PID控制一、实验目的　　1、了解PID控制特点，掌握PID的调节规律；通过实验学习PID参数的整定方

4、法。2、分别用P,PI,PD,PID控制整定出最佳的比例度、积分时间和微分时间。　　二、实验设备　　1、实验设备：A1000对象系统水泵U102(P102)　　水泵调速器：工作电源24VAC，控制信号2-10VDC液位传感器：量程为0-100%,输出信号4-20mA。2、系统组成　　单容水箱液位PID控制流程图如图2所示。　　图2单容水箱液位PID控制流程图　　三、实验步骤　　1、打开手阀QV112，调节QV116开度，其余阀门关闭。　　2、在控制系统上，将水箱液位LT101输出连接到AI0，电动调速器U101控制端连到AO0。　　3、打开设备电源。　　4、启

5、动计算机组态软件，进入实验项目界面。启动调节器，设置各项参数。启动右边水泵U101(P101)和调速器。　　5、系统稳定后可将调节器的手动控制切换到自动控制　　6、设置比例参数。观察计算机显示屏上的曲线，待被调参数基本稳定于给定值后，可以开始加干扰实验。　　7、待系统稳定后，对系统加扰动信号。记录曲线在经过几次波动稳定下来后。　　系统有稳态误差，并记录余差大小。　　8、减小P重复步骤6，观察过渡过程曲线，并记录余差大小。9、增大P重复步骤6，观察过渡过程曲线，并记录余差大小。10、选择合适的P，可以得到较满意的过渡过程曲线。改变设定值(如设定值50％变为60％

6、)，同样可以得到一条过渡过程曲线。　　11、在比例调节实验的基础上，加入积分作用，即在界面上设置I参数不是特别大的数。固定比例P值为中等大小，改变PI调节器的积分时间常数值Ti，然后观察加阶跃扰动后被调量的输出波形，并记录不同Ti值时的超调量σ%。　　12、固定Ti于某一中间值，然后改变P的大小，观察加扰动后被调量输出的动态波形，据此列表记录不同值Ti下的超调量σ%。　　13、选择合适的P和Ti值，使系统对阶跃输入扰动的输出响应为一条较满意的过渡过程曲线。此曲线可通过改变设定值来获得。14、在PI调节器控制实验的基础上，再引入适量的微分作用，在把软件界面上设置

7、Td参数，然后加上与前面调节时幅值完全相等的扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线。15、选择合适的P、Ti和Td，使系统的输出响应为一条较满意的过渡过程曲线。16、将系统输出设定值置为0，关闭系统。　　四、实验结果与思考　　1、当P=4时，加扰动后，系统响应曲线图　　2、减小P，当P=3时，加扰动后系统响应曲线如图所示。　　3、增大P，当P=5时，加扰动后系统响应曲线如图所示。　　4、加入积分作用，当Ti=10时，加扰动后系统响应曲线如图所示。　　5、加入积分作用，当Ti=15时，加扰动后系统响应曲线如图所示。　　6、加入积分作用，当Ti=时，加扰动后系统响应

8、曲线如图所示。　　7、加入微分作用，当