单回路压力控制系统

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1、过程控制系统课程设计报告姓名：班级：专业：指导教师：2011年6月29日7目录一、题目要求……………………………………………………………二、系统器件选择…………………………………………………………三、总体设计方案…………………………………………………………四、硬件设计…………………………………………………………五、控制算法选择…………………………………………………………六、控制参数整定………………………………………………………七、心得体会………………………………………………………7一、题目要求：题目：单回路压力

2、控制系统设计要求：1）过程控制系统各部分的原理，分为检测变送器、控制器、执行器、对象四部分说明；2）画出单回路控制系统框图；3）调试过程中遇到的问题及解决办法；4）总结本控制系统的优点和不足，以及改进的方案；二、总体设计方案压力给定值控制器电动调节阀压力实时值传感器管道压力如图1：管道压力定值控制系统的控制流程图+管道压力被控对象执行器控制器-测量变送环节（传感器、变送器）如图2：为控制系统框图7三、系统器件选择（包括器件参数）1、执行器：采用电动调节阀（气关式）执行器正作用：执行器（调节阀）是气关式，<0执行

3、器反作用：执行器（调节阀）是气开式，>02、控制器：采用PID控制器正作用：控制器测量值增加（或减少），其输出量亦增加（或减少）控制器反作用：控制器测量值增加（或减少），其输出量亦减少（或增加）3、变送器：采用液注式压力检测仪表变送器的静态放大倍数通常为正，即>04、被对象：采用液体管道压力对象正作用：对象的输入量增加（或减少），其输出量亦增加（或减少）对象反作用：对象的输入量增加（或减少），其输出量亦减少（或增加）四、硬件设计M水泵控制器压力传感器电源五、控制算法选择被控对象传递函数可近似为：可根据对象的延时

4、时间和对象自衡时间常数的比值选择控制器的控制规律：71）当时，选择比例或比例积分控制器；2）当时，选择比例微分或比例积分控制器；3）当时，选择简单控制系统往往不能满足控制要求，应选用如串级、前馈等复杂控制系统。六、控制参数整定根据Simulink仿真框图（如3所示）进行控制参数整定图3Simulink仿真框图1）在闭合系统中，把调解器的积分时间至于最大，微分时间置零，比例度取较大数值反复做给定值扰动实验，并逐渐减少比例度，直至记录曲线出现4:1的衰减为止（如图4所示）。2）根据衰减比例度和衰减震荡周期值按表1中

5、的经验公式，计算出调节器各个参数的值。3）根据上述结果设置调节器的参数值。观察系统的响应过程，若曲线不符合要求，再适当调整征订参数值。7图4将PID控制系参数P：0.78得到阶跃响应曲线表1：δTDTIP PI PID规律参数将PID控制系参数P：0.2，I：0.01得到阶跃响应曲线（如图5所示）7图5七、心得体会这次过程控制系统课程设计是对大三下期所学专业课《过程控制系统》知识的回顾和检验，而本次实践是针对给定控制方式下进行系统的设计和相关参数的整定。在《过程控制系统》的学习中，我们已经了解到对系统控制性能改

6、进的诸多方法，如引入前馈控制、串级控制等，除此之外还可通过改变PID参数在一定的范围内进行控制性能的改进。这次实践中是采用PID参数调整的方式进行控制性能的改进。当我们拿到课题时非常迷茫不知该怎没办，幸好老师给我们三天上网机会在网上我们了解了我们应该用比例控制器来控制被控对象，我们选择液体管道作为被控对象因为它的时间时间常数较小，负荷变化不大，工艺要求不高。我们选择气关式电动阀，因为他比较安全，但在控制过程中我们遇到了很大问题系统不够稳定怎没调也没达到我们的要求，而且还缺少没有pid时的图像，幸好有老师的提点加

7、上我们及时的改正我们的系统终于稳定了也达到了我们的控制要求，后来经我们的讨论发现原来是我们的pid参数设定得太大了。通过这次实践，并结合之前的所学理论知识，自己对过程控制的相关理论和方法有了更为熟练的掌握。7