邢家远_水箱实验报告.docx

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1、过程控制课堂实验水箱实验报告自03班邢家远同组人刘卓2013年6月18日实验一对象动态特性一、实验目的：1.熟悉小型多参数过程控制实验系统。2.学习被控对象动态特性的工程测试方法。3.掌握被控对象动态特性特征参数的求取方法。二、实验要求：1.熟悉实验设备和操作界面；求取三容液位对象的动态特性。2.总结液位对象随阻力和容积参数增加对飞升特性运动形态和特征参数等方面产生的影响。3.依据三容液位对象的动态特性曲线，求取K、T、τ动态特征参数。三、实验内容：1.液位对象的动态特性：1)进入实验界面（过程控制/对象特性测试/液位对象）。2)设置单容液位对象（开注水阀13和放水阀2

2、；关其它各阀）。3)建立初稳态（手动调整调节器输出，使第三水柱的液位稳定在20％左右）。4)设置三容对象（开注水阀11、连通阀1、连通阀2和放水阀2；关其它各阀）。5)建立初稳态；施加阶跃扰动；求取三容液位对象的飞升特性；绘制曲线1.1。6)求取三容液位对象飞升特性时，观察液位L1、L2和L3随时间变化的过程。四、实验结果和分析1.三容液位对象的飞升特性曲线如下：曲线1.11.总结液位对象随阻力和容积参数增加对飞升特性运动形态和特征参数等方面产生的影响：1)当阻力变大时，时间常数变大，被控制量稳态值变小。2)当容量系数变大时，时间常数增大，被控量变化速度减小。对象个数越

3、多，则对象的容量系数变大，即对象个数增大同意导致时间常数增大和被控两变化速度减小2.求取K、T、τ动态特征参数：通过屏幕尺子测量，得到参数如下：τ=25.6s,T=432.6s,K=33.1mm实验二调节器控制规律一、实验目的1.熟悉小型多参数过程控制实验系统调节器模块的使用方法。2.学习调节器控制规律的工程测试方法。3.掌握调节器控制规律特征参数的求取方法。二、实验要求：1.熟悉操作界面和修改调节器参数的方法；求取比例和比例积分调节器的输出特性。2.比较比例调节器δ＝100％、δ＝50％、200％的输出曲线，总结比例带对比例调节器输出特性的影响规律。3.比较比例调节器

4、的输出曲线2.1与比例积分调节器输出曲线2.4、2.5，总结比例调节器与比例积分调节器输出特性的差异；说明积分时间的概念以及对输出特性的影响规律。4.比较比例积分调节器曲线2.4、2.5、2.6，总结比例带和积分时间对比例积分调节器输出特性的影响规律。三、实验内容：1.比例调节器的输出特性：1)进入实验界面（过程控制/调节器特性测试/PID调节器）。2)设定值阶跃扰动（Ti＝99分钟、Td＝0，开环；设定值阶跃增加30％）。3)按下列要求设置比例带，观察调节器输出随时间变化的过程（不少于半分钟）。δ＝100％、Ti＝99分钟、Td＝0，绘制曲线2.1；δ＝50％、Ti＝

5、99分钟、Td＝0，绘制曲线2.2；δ＝200％、Ti＝99分钟、Td＝0，绘制曲线2.3。2.比例积分调节器的输出特性：1)进入实验界面（过程控制/调节器特性测试/PID调节器）。2)设定值阶跃扰动（Td＝0，开环；设定值阶跃增加30％）。3)按下列要求设置比例带和积分时间，观察调节器输出随时间变化的过程，直到输出值大于纯比例的2倍值。δ＝100％、Ti＝40秒、Td＝0，绘制曲线2.4；δ＝100％、Ti＝60秒、Td＝0，绘制曲线2.5；δ＝200％、Ti＝60秒、Td＝0，绘制曲线2.6。一、实验结果与分析1.绘制输出特性曲线1.曲线2.1：δ＝100％、Ti＝

6、max、Td＝02.曲线2.2：δ＝50％、Ti＝max、Td＝03.曲线2.3：δ＝200％、Ti＝max、Td＝01.曲线2.4：δ＝100％、Ti＝40s、Td＝02.曲线2.5：δ＝100％、Ti＝60s、Td＝03.曲线2.6：δ＝200％、Ti＝60s、Td＝02.比例带对比例调节器输出特性的影响输出响应随着比例带的变化而变化，而且呈正比例比例带加大时会出现静态偏差，其残差随比例带的加大而加大。3.比例调节器与比例积分调节器的对比，积分时间对比例积分调节器的影响1.比例积分调节器的曲线上可以明显看到积分上升的过程，所以区别是比例调节器是有差调节，比例积分调节

7、器可以消除残差。2.积分时间和调节过渡过程时间成正比，并且稳定性也随着积分时间的增加而变好。4.比例带对比例积分调节器输出特性的影响当比例带增大时，输出阶跃值变小，积分上升量不变实验三PI控制过程图谱一、实验目的：1.绘制比例积分系统控制过程的图谱。2.掌握调节器比例积分参数对控制过程动态品质指标的影响规律。3.了解微分作用的特点及其对控制过程动态品质指标影响的规律。二、实验要求：三、实验内容：1．建立初稳态1)设置三容对象（开注水阀11、连通阀1、连通阀2和放水阀2；关其它各阀）2)进入实验界面（过程控制/单回路控制系统/三容对象）。3