过程控制课程设计--前馈-反馈控制系统的设计与整定

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1、北华航天工业学院课程设计报告（论文）设计课题：过程控制专业班级：学生姓名：指导教师：设计时间：.25-2013.12.06北华航天工业学院电子工程系过程控制课程设计任务书姓名：专业：自动化班级：指导教师：职称：副教授学号课程设计题目：前馈-反馈控制系统的设计与整定已知技术参数和设计要求：对三容水箱液位、压力控制系统进行设计。参数要求：液位控制精度位±5％，压力控制精度为±3％。1、测试对象获得数学模型。2、设计前馈-反馈控制系统，选择所有系统部件，并说明选择依据。3、画出控制系统硬件结构图和系统框图。4、设计基于组态王软件的监控软件。

2、5、连接系统进行投运，通过监控软件整定系统控制参数，达到控制精度要求。6、完成设计报告。所需仪器设备：PCT-III型过程控制系统教学实验装置、计算机、组态王软件成果验收形式：系统实际运行达到要求设计报告完整、无错误参考文献：《过程控制工程》孙洪程高等教育出版社《过程控制工程手册》周春晖化学工业出版社《PCT-III过程控制使用说明书》浙江求是科教设备有限公司时间安排下发设计任务（第1天）系统设计、连接（第2、3、4天）监控组态程序；（第5、6天）联机调试（第7、8天）撰写课程设计报告（第9天）通过答辩（第10天）指导教师：教研室主任

3、：2013年12月6日内容摘要自本世纪30年代以来，自动化技术获得了惊人的成就，已在工业和国民经济各行各业起着关键的作用。自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。自动控制按输入量的变化规律分类，可分恒值控制系统（FixedSet-PointControlSystem）、随动控制系统（Follow-upControlSystem）、过程控制系统（ProcessControlSystem）。前馈-反馈控制系统的设计与整定，采用自动控制技术，实现对水箱液位的过程控制。首先对被控对象的模型进行分析。然后，根据被控对象模型和被控过

4、程特性并加入PID调节器设计流量控制系统，采用动态仿真技术对控制系统的性能进行分析。关键词：自动化过程控制PID目录一概述……………………………………………………………………1二方案设计与论证………………………………………………………………22．1前馈控制………………………………………………………………22．2反馈控制………………………………………………………………22．3前馈-反馈控制…………………………………………………………32．4前馈-反馈控制系统PID算法…………………………………………42．5控制方案的论证……………………

5、……………………………………52．5．1控制方案的可靠性…………………………………………………52．5．2控制方案的安全性…………………………………………………52．5．3控制方案的经济性…………………………………………………5三仪表的选择与参数的设定………………………………………………………63．1设备型号…………………………………………………………………63．2调节器及其参数的设置……………………………………………………73．3仪器仪表的组合安装………………………………………………………83．4计算机的参数设置…………………………

6、………………………………9　四实验步骤…………………………………………………………………………9五实验结果………………………………………………………………………10六结论……………………………………………………………………………11七心得体会………………………………………………………………………12八参考文献………………………………………………………………………13一、概述PCT—I型过程控制实验装置是基于工业过程物理模拟对象，它集自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术，自动控制技术为一体的多功能实验装置。系统包括流量、温度、液位、压力

7、等热工参数，可实现系统参数辨识、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等多种控制形式。本装置还可根据用户的需要设计构成DDC、DCS、PLC、FCS、TCS等多种控制系统。该实验装置既可作为本科、专科、高职过程控制课程的实验装置，也可作为研究生及科研人员在复杂控制系统、先进控制系统研究方面提供物理模拟对象和实现手段。装置特点:1．装置由控制对象、控制屏、计算机三部分组成，对象构布局合理，造型美观大方。2．真实性、直观性、综合性强，控制对象元件全部来源于工业现场。控制屏正面有完整的系统结构图案。3．参数全面，涵盖了液位、流量、压力、温

8、度等典型参数。4．PCT-II过程控制实验装置具有控制参数和控制方案的多样化。该装置可通过对其管路上的阀门切换和对模拟信号接线板上信号的连接组合，可构成数十种过程控制实验。5．在PCT-II过程控制实验装置中充分考虑了大