過程控制系統(tǒng) 串級控制系統(tǒng)實驗

1、實驗一串級控制系統(tǒng)組成實驗一、概念在串級控制系統(tǒng)中，采用了主、副兩只控制器，其中主控制器的輸出作為副控制器的給 定，而由副控制器的輸出去控制控制閥。本次實驗采用儀表實驗裝置，其內容就是讓學生自 行連成液位與液位及液位與流量兩個串級控制系統(tǒng)。二、目的要求、1 .熟悉實驗裝置（參見實驗指導書）。利用所提供的液位實驗裝置連成一個以二階液位L2為主變量，一階液位L1為副變 量，F2為控制變量的液位與液位串級控制系統(tǒng)。利用液位實驗裝置連成一個以二階液位L2為主變量，以一階液位與為副變量和控制 變量的液位與流量串級控制系統(tǒng)。三、注意事項本次實踐只連線路，不允許接通電源。四、思考問題串級控制系統(tǒng)中主、副控制

2、器的內、外給定開關應如何放置？試分析液位與液位串級控制系統(tǒng)在干擾作用下的工作過程。已知控制閥為氣閉式，并安裝在水槽的入口處，試分析液位與液位串級控制系統(tǒng)中 主、副控制器的正、反作用應如何選？實驗二串級控制系統(tǒng)的投運和整定一、概述串級控制系統(tǒng)具有主、副兩只控制器，因此投運和整定要比單回路系統(tǒng)復雜一些。但只 要按照先副后主的步驟循序進行，并掌握住投運和整定的要領，串級控制系統(tǒng)的投運和整定 方法也是不難掌握的。串級控制系統(tǒng)的整定方法很多，本次采用的是一步整定法。即先根據副變量的類型，按 經驗數據將副控制器參數一次性放好，不再改變，然后再按單回路系統(tǒng)的4： 1衰減曲線法 直接整定主控制器的參數。本次實

3、驗要求學生利用所提供的液位實驗裝置連成一個以二階液位L2為主變量，一階 液位L為副變量，F2為控制變量的液位與液位串級控制系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)進行投運和整定 實踐。二、實驗目的串級控制系統(tǒng)的投運串級控制系統(tǒng)控制器參數的整定三、實驗要求掌握串級控制系統(tǒng)的投運方法。掌握一步整定法整定串級控制系統(tǒng)控制器參數的方法。要求學生根據實驗的目的要求自行擬定實驗步驟。實驗完成后一星期內每人提交一份實驗報告，內容要求同前。四、注意事項組態(tài)完畢（或線路連好）后，未經指導老師檢查認可，不得接通總電源。五、思考問題如何才能保證無擾動切換?為什么要強調無擾動切換？一步整定法的依據是什么？串級控制系統(tǒng)投運整定前需要做好哪幾項

4、工作?主、副控制器內、外給定如何放?正、 反作用如何定？實驗三 串級控制系統(tǒng)主、副環(huán)抗干擾能力的比較一、概述串級控制系統(tǒng)由于副環(huán)具有快速抗干擾功能，對于進入副環(huán)內的干擾具有很強的抑制 作用。因此，同樣大小的干擾作用于副環(huán)與作用于主環(huán)，對主變量的影響不一樣。作用于副 環(huán)的干擾，由于受到副環(huán)的抑制作用。結果對主變量的影響就比較??；而作用于主環(huán)的干擾， 由于此時副環(huán)的快速抗干擾性能未能得到發(fā)揮，因此，干擾對主變量的影響就比較大。本次實驗要求學生利用所提供的液位實驗裝置自行連成一以二階液位l2為主變量，一 階液位L1為副變量，F2為控制變量的液位與液位串級控制系統(tǒng)，并對干擾作用于系統(tǒng)不同 位置（主環(huán)及

5、副環(huán)）時對主變量的影響進行分析。與作為干擾量，通過手動閥3及4的開、閉就可改變干擾量的引入點。二、實驗目的研究串級控制系統(tǒng)分別在主環(huán)及副環(huán)干擾下的質量變化。三、實驗要求要求學生自行擬定實驗線路和實驗步驟。要求對實驗結果作出總結，并運用所學理論進行分析。實驗完成后一周內每人提交一份實驗報告，報告內容、要求同前。四、注意事項實驗線路連好后，需經指導老師檢查認可方允許合上總電源。五、思考問題1.如果副控制器比例放大倍數放置得不一樣，對串級控制系統(tǒng)的抗干擾能力有什么影響?為什么?試從理論上加以說明。畫出本串級控制系統(tǒng)方塊圖，并在圖上標明干擾的位置。實驗四串級控制系統(tǒng)與單回路系統(tǒng)質量的比較一、概述串級控

6、制系統(tǒng)由于副回路的存在，改善了對象的特性，使等效副對象的時間常數減小， 系統(tǒng)的工作頻率提高。同時，由于串級控制系統(tǒng)具有主、副兩只控制器，使控制器的總放大 倍數增大，系統(tǒng)的抗干擾能力增強。因此，一般來說串級控制系統(tǒng)的控制質量要比單回路控 制系統(tǒng)高。當對產品質量或控制精度要求較高，而單回路控制方案又不能滿足要求時，采用 串級控制方案往往可以獲得比較滿意的控制效果，控制質量可以獲得很大提高。本次實驗要求學生利用所提供的液位實驗裝置分別連成以二階液位l2為主變量，一階 液位L1為副變量，F2為控制變量的串級控制系統(tǒng)，和以二階液位L2為被控變量，F2為縱操 變量的單回路控制系統(tǒng)，研究當干擾加于系統(tǒng)相同位置時它們控制質量的差異。二、實驗目的要求研究串級控制系統(tǒng)分別在槽1和槽2加干擾時的控制質量與單回路系統(tǒng)在相同位置 加干擾時的控制質量之不同（串級與單回路系統(tǒng)的控制器參數用以前整定的值，這次不再整 定）。根據實驗結果作出總結，并上升到理論高度進行分析。根據實驗目的要求，自行擬定實驗線路和實驗步驟。實驗完成后一周內每人提交一份實驗報告，報告內容要求同前。三、注