檢測技術及過程控制設計任務書

1、-. z.目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc26452 檢測技術與過程控制設計任務書 PAGEREF _Toc26452 2 HYPERLINK l _Toc10757 系統(tǒng)概況： PAGEREF _Toc10757 2 HYPERLINK l _Toc23574 系統(tǒng)參數(shù) PAGEREF _Toc23574 2 HYPERLINK l _Toc21801 要求： PAGEREF _Toc21801 3 HYPERLINK l _Toc785 檢測技術與過程控制設計報告 PAGEREF _Toc785 5 HYPERLINK l _Toc6436 SIMULINK

2、簡介 PAGEREF _Toc6436 5 HYPERLINK l _Toc30195 設計原理圖 PAGEREF _Toc30195 5 HYPERLINK l _Toc18202 系統(tǒng)參數(shù) PAGEREF _Toc18202 6 HYPERLINK l _Toc3803 仿真 PAGEREF _Toc3803 6 HYPERLINK l _Toc28715 調節(jié)器參數(shù)整定 PAGEREF _Toc28715 11檢測技術與過程控制設計任務書題目C：*溫度控制系統(tǒng)的MATLAB仿真系統(tǒng)概況：設*溫度控制系統(tǒng)方塊圖如圖：圖中Gc(s)、Gv(s)、Go(s)、Gm(s)、分別為調節(jié)器、執(zhí)行器、

3、過程對象及溫度變送器的傳遞函數(shù)；電動溫度變送器測量*圍量程為50100OC，調節(jié)器輸出信號為420mA。Gf(s)為干擾通道的傳遞函數(shù)。系統(tǒng)參數(shù)要求：驗證性仿真1分別建立仿真構造圖，進展以下仿真，并求出主要性能指標： 控制器為比例控制，其比例度分別為10、20、50、100、200時，系統(tǒng)廣義對象輸出z(t)的過渡過程； 控制器為比例積分控制，其比例度20，積分時間分別為TI1min、3min、5min、10min時，z(t)的過渡過程； 控制器為比例積分微分控制，其比例度10，積分時間TI5min，微分時間TD = 0.2min時，z(t)的過渡過程。2對以上仿真結果進展分析比對，得出結論。

4、2、調節(jié)器參數(shù)整定分別針對PI、PID控制規(guī)律，采用穩(wěn)定邊界法，基于MATLAB仿真整定調節(jié)器3、撰寫設計報告?！咀ⅰ浚赫{節(jié)器比例帶的說明比例控制規(guī)律的輸出p(t)與輸入偏差信號e(t)之間的關系為式中，Kc叫作控制器的比例系數(shù)。在過程控制儀表中，一般用比例度來表示比例控制作用的強弱。比例度定義為式中，(zma*-zmin)為控制器輸入信號的變化*圍，即量程；(pma*-pmin)為控制器輸出信號的變化*圍。檢測技術與過程控制設計報告SIMULINK簡介 SIMULINK是MATLAB下的一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進展建模、仿真和分析的軟件包。它支持連續(xù)、離散、及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，同時也支持

5、具有不同局部擁有不同采樣率的多種采樣速率的系統(tǒng)仿真。并能直觀、快速地分析系統(tǒng)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，還可靈活的改變系統(tǒng)的構造和參數(shù)，通過快速、直觀的仿真到達系統(tǒng)的優(yōu)化設計。SIMULINK擁有信號源、接收、連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)、數(shù)學運算等十幾個模塊庫，這些模塊庫中的模塊可直接使用，按系統(tǒng)各局部相互連接組成系統(tǒng)的仿真模型。設計原理圖溫度控制系統(tǒng)方塊圖圖中Gc(s)、Gv(s)、Go(s)、Gm(s)、分別為調節(jié)器、執(zhí)行器、過程對象及溫度變送器的傳遞函數(shù)；電動溫度變送器測量*圍量程為50100OC，調節(jié)器輸出信號為420mA。Gf(s)為干擾通道的傳遞函數(shù)。系統(tǒng)參數(shù)仿真驗證性仿真一控制器為比例控制，其比例

6、度分別為10、20、50、100、200時，系統(tǒng)廣義對象輸出z(t)的過渡過程；結論：從圖中可以看出，隨著比例度的增大，系統(tǒng)曲線的震蕩性減弱，對輸入的反響速度明顯降低。但就比例環(huán)節(jié)來說，它對誤差的反響速度比擬快，有誤差才會發(fā)揮比例環(huán)節(jié)的特點。驗證性仿真二控制器為比例積分控制，其比例度20，積分時間分別為TI1min、3min、5min、10min時，z(t)的過渡過程；結論：比例度確定，隨著積分時間的增大，系統(tǒng)過渡過程時間減小，震蕩性減弱。相比擬比例環(huán)節(jié)，系統(tǒng)輸出更容易控制。積分環(huán)節(jié)主要起到消除余差，是控制系統(tǒng)中使用較為廣泛的控制規(guī)律。驗證性仿真三控制器為比例積分微分控制，其比例度10，積分時

7、間TI5min，微分時間TD = 0.2min時，z(t)的過渡過程。結論：比例積分微分可以消除余差，微分作用可以提供系統(tǒng)的穩(wěn)定性，它適用于控制通道時間常數(shù)或容量滯后較大、控制要求較高的場合。但比例積分微分的控制作用必須在一定條件下才可以使用，并不是所有的控制規(guī)律都可以選擇比例積分微分控制。調節(jié)器參數(shù)整定PID參數(shù)整定步驟：1將調節(jié)器積分時間設定為無窮大、微分時間設定為零即Ti，Td0，比例度適當取值，調節(jié)系統(tǒng)按純比例作用投入。穩(wěn)定后，適當減小比例度，在外界干擾作用下，觀察過程變化情況，尋取系統(tǒng)等幅振蕩臨界狀態(tài)，得到臨界參數(shù)。2根據(jù)臨界比例度k和為臨界周期Tk，按下表計算出調節(jié)器參數(shù)整定值調節(jié)規(guī)律調節(jié)器參數(shù)比例度，單位：積分時間Ti，單位：min微分時間Td，單位：minP2kPI2.2k0.85TkPID1.7k0.5Tk0.125Tk臨界比例度法PID參數(shù)整定經歷公式3將計算所得的調節(jié)器參數(shù)輸入調節(jié)器后再次運行調節(jié)系統(tǒng)，觀察過程變化情況。多數(shù)情況下系統(tǒng)均能穩(wěn)定運行狀態(tài)，如果還未到達理