過程控制實驗報告

1、蘇州大學(xué)實驗報告過程控制實驗學(xué)號：1013401001姓名：方林志專業(yè)：材料科學(xué)與工程過程控制實驗?zāi)夸浺?、實驗?1實驗?zāi)康?2實驗步驟33實驗數(shù)據(jù)記錄44. 實驗數(shù)據(jù)處理6二、實驗二81實驗?zāi)康?2實驗步驟83實驗數(shù)據(jù)記錄94. 實驗數(shù)據(jù)處理115. 實驗數(shù)據(jù)處理12實驗一 鍋爐液位控制系統(tǒng)實驗一、 實驗?zāi)康?. 了解鍋爐液位控制系統(tǒng)的組成。2. 建立液位控制數(shù)學(xué)模型（階躍響應(yīng)曲線）。3. 計算系統(tǒng)各參數(shù)下的性能指標。4. 分析pid參數(shù)對控制系統(tǒng)性能指標的影響。二、 實驗步驟1. 出水流量控制系統(tǒng)置于“手操”，即開環(huán)方式，設(shè)定outl=50%。2. 令=20%、ti=80（s）、td=10

2、（s），設(shè)置到液位控制器中。3. 液位控制系統(tǒng)置于“自動”，即閉環(huán)方式，設(shè)定sv=200mm，等待穩(wěn)定下來。4. 將液位控制器的“自動”輸出階躍變化100mm，即設(shè)定sv=300mm，同步記錄液位的pv值（間隔30秒記錄一次，約20分鐘）。5. 改變比例帶：令=10%、ti=80（s）、td=10（s），設(shè)置到控制其中，重復(fù)步驟3和步驟4。6. 改變積分時間：令=20%、ti=40（s）、td=10（s），設(shè)置到控制其中，重復(fù)步驟3和步驟4。7. 改變微分時間：令=20%、ti=80（s）、td=20（s），設(shè)置到控制其中，重復(fù)步驟3和步驟4。三、 實驗數(shù)據(jù)記錄鍋爐液位控制系統(tǒng)實驗記錄表時間：

3、（min）液位：（mm）液位：（mm）液位：（mm）液位：（mm）0.0200.0200.0200.0200.00.5203.5206.4206.5205.01.0209.9215.9216.9212.01.5216.5215.9228.8219.52.0224.4236.5241.4228.22.5232.9248.2256.1236.03.0241.8259.6270.4245.83.5250.9271.4285.7254.84.0260.6283.2299.1264.44.5269.8293.2308.7273.95.0279.2301.3310.0283.35.5289.0304.13

4、08.5292.46.0297.1304.5305.3299.66.5302.8303.3301.8304.77.0306.2302.2298.9306.07.5306.7301.7297.1306.58.0306.6300.7297.1305.98.5305.1300.6297.2304.89.0303.8299.9298.7303.69.5302.5299.6300.0301.710.0301.4299.7300.3300.810.5300.9299.6300.9300.211.0300.2299.9301.4299.711.5299.7300.1301.0299.012.0299.230

5、0.0300.7298.912.5299.3300.1300.0298.713.0299.5299.4298.913.5299.4299.3299.014.0299.5299.6299.314.5299.6299.9299.515.0300.1300.2299.815.5300.2300.116.0300.523.00.316.5299.7300.417.0300.1300.217.5299.9300.318.0300.1300.318.5300.119.0300.119.5300.020.0300.1四、實驗數(shù)據(jù)處理1. 用組態(tài)王軟件顯示出四條階躍響應(yīng)曲線。2. 系統(tǒng)性能指標：、ts的計算衰

6、減比衰減率超調(diào)量調(diào)節(jié)時間ts：是從收到擾動開始，到被控參數(shù)進入新的穩(wěn)定值5%的時間。指示參數(shù)=20%ti=80（s）td=10（s）=20%ti=80（s）td=10（s）=20%ti=80（s）td=10（s）=20%ti=80（s）td=10（s）衰減率0.9700.9780.9900.938衰減比2:671:451:1004:65超調(diào)量（%）6.74.5106.5調(diào)節(jié)時間ts（min）9.06.56.58.53. 分析、ti、td對系統(tǒng)性能指標的影響。比例帶：當(dāng)減小時，引起變大；減小減小，穩(wěn)定性變差。積分時間：當(dāng)ti減小時，引起變大；減小減小，穩(wěn)定性變差。微分時間；引入td，可提高快速性

7、，提高系統(tǒng)的工作頻率；td太大 或太小，都會破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實驗二 鍋爐溫度控制系統(tǒng)實驗一、 實驗?zāi)康?. 了解鍋爐溫度控制系統(tǒng)的組成。2. 建立液位控制數(shù)學(xué)模型：掌握用動態(tài)特想?yún)?shù)法辨識被控對象模型（一階加滯后）的特征參數(shù)3. 掌握整定pid參數(shù)的計算過程。4. 計算溫度控制系統(tǒng)閉環(huán)狀態(tài)下的性能指標。5. 總結(jié)對過程控制系統(tǒng)實驗的心得體會。二、 實驗步驟1. 液位控制系統(tǒng)置于“自動”，即閉環(huán)方式，設(shè)定sv=300mm。2. 出水流量控制系統(tǒng)置于“手操”，即開環(huán)方式，大約pv=40l/h。3. 溫度控制系統(tǒng)置于“手操”，及開環(huán)方式，設(shè)定outl=10%20%4. 等待液位、出水流量和溫度的p

8、v值穩(wěn)定下來。5. 將溫度控制器的“手操”輸出階躍變化5%10%，即設(shè)定outl=15%25%，同步記錄溫度的pv值（間隔1分鐘記錄一次，約45分鐘）。6. 根據(jù)開環(huán)實驗數(shù)據(jù)，在實驗計算機記錄的溫度開環(huán)階躍響應(yīng)曲線上，計算被控對象的參數(shù)k、t。然后按教材第83頁的表4.1（另一教材第168頁的表3-6）計算pid參數(shù)、ti、td。7. 溫度控制系統(tǒng)置于“自動”，即閉環(huán)方式，設(shè)定sv=3040，吧第六步得到的、ti、td設(shè)置到控制器中，等待穩(wěn)定下來。8. 將溫度控制器的“自動”輸出階躍變化510，即設(shè)定sv=3550，同步記錄溫度的pv值（間隔30秒記錄一次，月20分鐘）9. 根據(jù)溫度閉環(huán)實驗數(shù)

9、據(jù)，在直角坐標紙上回執(zhí)溫度控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線，由曲線計算系統(tǒng)性能指標：衰減率、衰減比、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間ts三、 數(shù)據(jù)記錄1. 溫度開環(huán)實驗數(shù)據(jù)記錄表時間（min）溫度（）時間（min）溫度（）021.22430.0122.72530.2223.22630.2324.12730.7424.72830.5525.52930.5626.13030.7726.93130.7826.83230.9927.33331.41027.73431.21127.83531.51228.53631.61328.43731.41428.93831.81529.13931.71629.44031.91729.341

10、31.91829.44231.81929.5432029.8442129.7452229.8462330.1472. 溫度閉環(huán)實驗數(shù)據(jù)記錄表時間（min）溫度（）時間（min）溫度（）0.032.012.042.40.532.712.542.51.033.313.042.01.534.113.542.32.034.214.041.82.535.214.542.43.035.715.042.03.536.115.542.34.036.416.042.04.537.216.55.037.817.05.538.417.56.039.018.06.539.318.57.040.219.07.540.6

11、19.58.041.520.08.541.620.59.041.721.09.542.221.510.042.322.010.542.322.511.042.523.011.542.6四、 實驗數(shù)據(jù)處理1. 用組態(tài)王軟件顯示出溫度開環(huán)和閉環(huán)階躍響應(yīng)曲線。2. 整定pid參數(shù)、ti、td的計算。開環(huán)系統(tǒng)31.9-21.2=10.710.70.39+21.2=25.410.70.63+21.2=27.9t1=320s t2=687s 不合適故取t2=571st0=2（t2-t1）=2571-320）=502s=2t1-t2=2320-571=69s ti=2=269=138std=0.5=0.569=34.5s34s3. 性能指標：、ts的計算衰減比衰減率超調(diào)量調(diào)節(jié)時間 五、 實驗心得經(jīng)過半