北京科技大學(xué)過程控制實(shí)驗(yàn)報告

實(shí)驗(yàn)報告課程名稱：過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：被控對象特性測試實(shí)驗(yàn)日期與時間：2022.07指導(dǎo)教師：班級：姓名：學(xué)號：成績：實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?．了解控制對象特性的基本形式。2．掌握實(shí)驗(yàn)測試對象特性的方法，并求取對象特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要完成測試對象特性，包含以下兩部分內(nèi)容：1．被控對象特性的實(shí)驗(yàn)測定本實(shí)驗(yàn)采用飛升曲線法（階躍向應(yīng)曲線法）測取對象的動特性。飛升曲線是指輸入為階躍信號時的輸出量變化的曲線。實(shí)驗(yàn)時，系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)，被控對象在某一狀態(tài)下穩(wěn)定一段時間后，輸入一階躍信號，使被控對象達(dá)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)，得到被控對象的飛升曲線。在實(shí)驗(yàn)時應(yīng)注意以下的一些問題：1）測試前系統(tǒng)應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，也就是說系統(tǒng)應(yīng)該是平衡的。采取一切措施防止其他干擾的發(fā)生，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2）在測試工作中要特別注意工作點(diǎn)與階躍幅度的選取。作為測試對象特性的工作點(diǎn)，應(yīng)該選擇正常工作狀態(tài)，也就是在額定負(fù)荷及正常的其他干擾下，因?yàn)檎麄€控制過程將在此工作點(diǎn)附近進(jìn)行。階躍作用的取值范圍為其額定值的5－10%。如果取值太小，由于測量誤差及其它干擾的影響，會使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。如果取值過大，則非線性影響將扭曲實(shí)驗(yàn)結(jié)果。不能獲得應(yīng)有的反應(yīng)曲線，同時還將使生產(chǎn)長期處于不正常的工作狀態(tài)，特別是有進(jìn)入危險區(qū)域的可能性，這是生產(chǎn)所不能允許的。3）實(shí)驗(yàn)時，必須特別注意的是，應(yīng)準(zhǔn)確地記錄加入階躍作用的計(jì)時起點(diǎn)，注意被調(diào)量離開起始點(diǎn)時的情況，以便計(jì)算對象滯后的大小，這對以后整定控制器參數(shù)具有重要的意義。4）每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)在相同的條件下進(jìn)行兩次以上，如果能夠重合才算合格。為了校驗(yàn)線性，宜作正負(fù)兩種階躍進(jìn)行比較。也可作不同階躍量的實(shí)驗(yàn)。2．飛升曲線數(shù)據(jù)處理在飛升曲線測得以后，可以用多種方法來計(jì)算出所測對象的微分方程式，數(shù)據(jù)處理方法有面積法、圖解法、近似法等。面積法較復(fù)雜，計(jì)算工作量較大。近似法誤差較大，圖解法較方便，誤差比近似法小。通過簡單的測試獲得被被控對象的階躍響應(yīng)，進(jìn)一步把它擬合成近似的傳遞函數(shù)，是建立被控對象數(shù)學(xué)模型簡單有效的方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備SIMATICS7-300可編程控制器1臺NPCT-III型過程控制系統(tǒng)自動化試驗(yàn)裝置1臺微型計(jì)算機(jī)1臺實(shí)驗(yàn)簡要步驟實(shí)驗(yàn)初始條件設(shè)置1)啟動管道壓力自動控制，使管道壓力保持穩(wěn)定。2)設(shè)置“中水箱液位控制器"為手動運(yùn)行狀態(tài)。手動操作值為70%，電動調(diào)節(jié)閥開度為70%。觀察輸出響應(yīng)狀態(tài)，直到穩(wěn)定狀態(tài)手動給輸入端階躍信號，將手動操作值由70%變?yōu)?0%。電動調(diào)節(jié)閥開度為80%。觀察輸出響應(yīng)狀態(tài)。輸出穩(wěn)定時，打印輸出曲線，即被控對象飛升曲線。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與繪制曲線圖一二階液位飛升曲線在曲線的拐點(diǎn)作切線，與t軸交于B點(diǎn)，交穩(wěn)態(tài)值的漸近線于A點(diǎn)，A點(diǎn)在t軸的投影為C點(diǎn)，讀圖可知，τ=86s，T=870.5s。0.4y(∞)=32+0.4*(46.3-32)=37.72cm,求得t1=431.5s，0.8y(∞)=32+0.8*(46.3-32)=43.44cm,求得t2=956.5s。t1/t2=0.451。由近似公式：求得T1=241.8s，T2=400.8s。由公式：求得K0=0.962cm/%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論本節(jié)實(shí)驗(yàn)中，單獨(dú)的水箱是一階對象，上水箱與下水箱可以組成二階對象。該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為。思考題用階躍擾動法測定對象飛升曲線時應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？1）測試前系統(tǒng)應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，也就是說系統(tǒng)應(yīng)該是平衡的。采取一切措施防止其他干擾的發(fā)生，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2）在測試工作中要特別注意工作點(diǎn)與階躍幅度的選取。作為測試對象特性的工作點(diǎn)，應(yīng)該選擇正常工作狀態(tài)，也就是在額定負(fù)荷及正常的其他干擾下，因?yàn)檎麄€控制過程將在此工作點(diǎn)附近進(jìn)行。階躍作用的取值范圍為其額定值的5－10%。如果取值太小，由于測量誤差及其它干擾的影響，會使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。如果取值過大，則非線性影響將扭曲實(shí)驗(yàn)結(jié)果。不能獲得應(yīng)有的反應(yīng)曲線，同時還將使生產(chǎn)長期處于不正常的工作狀態(tài)，特別是有進(jìn)入危險區(qū)域的可能性，這是生產(chǎn)所不能允許的。3）實(shí)驗(yàn)時，必須特別注意的是，應(yīng)準(zhǔn)確地記錄加入階躍作用的計(jì)時起點(diǎn)，注意被調(diào)量離開起始點(diǎn)時的情況，以便計(jì)算對象滯后的大小，這對以后整定控制器參數(shù)具有重要的意義。4）每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)在相同的條件下進(jìn)行兩次以上，如果能夠重合才算合格。為了校驗(yàn)線性，宜作正負(fù)兩種階躍進(jìn)行比較。也可作不同階躍量的實(shí)驗(yàn)。2．怎樣由飛升曲線求取被控對象的特性參數(shù)？1）對于一階純延遲對象在曲線上變化最快處作切線，與t軸交于B點(diǎn)，交穩(wěn)態(tài)值的漸近線于A點(diǎn)，A點(diǎn)在t軸的投影為C點(diǎn)，則OB為過程量滯后時間τ，BC為過程的時間常數(shù)T。圖二一階對象飛升曲線2）對于二階純延遲在曲線的拐點(diǎn)p作切線，它與時間軸交于A點(diǎn)，與曲線的穩(wěn)態(tài)漸進(jìn)線交于B點(diǎn)。0A段的值即為純滯后時間τ，這段時間可以近似地衡量由于多了一個容量而使飛升過程向后推遲的程度。二階對象兩個慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)可在曲線上求取0.4y(∞)對應(yīng)的時間t1和0.8y(∞)對應(yīng)的時間t2，然后利用下面的近似公式計(jì)算：由上述兩公式解出T1和T2，求得二階對象的傳遞函數(shù)為：圖三二階對象飛升曲線實(shí)驗(yàn)報告課程名稱：過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：單回路控制系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)日期與時間：2022.07指導(dǎo)教師：班級：姓名：學(xué)號：成績：實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?．通過實(shí)驗(yàn)掌握單回路液位控制系統(tǒng)投運(yùn)與控制器參數(shù)整定的方法。2．通過實(shí)驗(yàn)了解控制通道特性對控制質(zhì)量的影響及干擾進(jìn)入系統(tǒng)位置不同對控制質(zhì)量的影響實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．控制器參數(shù)的整定；2．控制通道對控制質(zhì)量影響的研究；3．不同位置干擾對控制質(zhì)量影響的對比分析。實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．SIMATICS7-300可編程控制器1臺2．NPCT-III型過程控制系統(tǒng)自動化試驗(yàn)裝置1臺3．微型計(jì)算機(jī)1臺實(shí)驗(yàn)簡要步驟1．實(shí)驗(yàn)初始條件設(shè)置根據(jù)飛升曲線，求出被控對象的放大倍數(shù)K、時間常數(shù)τ、滯后時間T。按飛升曲線法整定控制器參數(shù)公式計(jì)算出控制器的比例度、積分時間、微分時間.2．當(dāng)中水箱液位測量值接近30%時，設(shè)定值改為40%。觀察控制效果，若效果欠佳，將設(shè)定值改回30%，調(diào)整控制器的參數(shù)（每次只調(diào)整一個參數(shù)）。當(dāng)中水箱液位測量值接近30%時,設(shè)定值值改為40%，觀察該參數(shù)所起的作用。若效果依然欠佳，重復(fù)該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)步驟，以達(dá)到最佳過度過程。3．研究干擾進(jìn)入系統(tǒng)位置不同，對控制質(zhì)量的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與繪制曲線圖中①的擾動是下水箱，②是上水箱，因?yàn)楫?dāng)干擾作用點(diǎn)越靠近測量點(diǎn)時，擾動作用就越強(qiáng)，被控參數(shù)的最大偏差就越大。反之，干擾離測量點(diǎn)遠(yuǎn)，則被控參數(shù)的最大偏差就小，控制質(zhì)量高。讀圖可知，B=2.562cm,B’=0.107cm衰減比n=B/B’=23.944。對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析得出結(jié)論控制器參數(shù)整定的方法可分為兩大類：一是理論計(jì)算整定法。它主要依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，采用控制理論中的根軌跡法，頻率特性法等，經(jīng)過理論計(jì)算確定調(diào)節(jié)器的數(shù)值。二是工程整定法，它主要依靠工程經(jīng)驗(yàn)，直接在過程控制的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡單，易于掌握，相當(dāng)實(shí)用，從而在工程實(shí)際中被廣泛采用。工程上常用的方法有：臨界比例度法、飛升曲線法（階躍響應(yīng)曲線法）、衰減曲線法、經(jīng)驗(yàn)法?？刂仆ǖ捞匦詫刂瀑|(zhì)量的影響為，控制通道的純滯后越大，控制質(zhì)量就越壞。一般說來，若時間常數(shù)太大，反應(yīng)速度慢，系統(tǒng)的工作頻率低，控制不及時，容易引起較常的過渡過程時間，系統(tǒng)的控制質(zhì)量低；時間常數(shù)小，反應(yīng)靈敏，控制及時，過渡過程時間即會縮短。當(dāng)時間常數(shù)過小時，其反應(yīng)速度過于靈敏，容易引起過渡過程的振蕩。當(dāng)干擾作用點(diǎn)越靠近測量點(diǎn)時，擾動作用就越強(qiáng)，被控參數(shù)的最大偏差就越大。反之，干擾離測量點(diǎn)遠(yuǎn)，則被控參數(shù)的最大偏差就小，控制質(zhì)量高。思考題改變控制器的比例度和積分時間對控制系統(tǒng)的性能產(chǎn)生怎樣的影響？調(diào)節(jié)器的比例度越大調(diào)整控制作用越強(qiáng)；積分時間越長對誤差的糾正能力越強(qiáng)，越能向無差靠攏，調(diào)整精度越高。干擾進(jìn)入系統(tǒng)位置不同時，對控制質(zhì)量有何影響，為什么？當(dāng)干擾作用點(diǎn)越靠近測量點(diǎn)時，擾動作用就越強(qiáng)，被控參數(shù)的最大偏差就越大。反之，干擾離測量點(diǎn)遠(yuǎn)，則被控參數(shù)的最大偏差就小，控制質(zhì)量高。原因如下：圖中Wc（s）為調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)，Wv（s）為調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)，Wo1（s）、Wo2（s）、Wo3（s）為對象傳遞函數(shù)，Wm（s）為測量變送器的傳遞函數(shù)。擾動F1（s）、F2（s）、F3（s）從不同的位置進(jìn)入系統(tǒng)，對于每一個擾動，系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)是不同的?，F(xiàn)主要研究干擾進(jìn)入位置對控制系統(tǒng)質(zhì)量的影響，故把調(diào)節(jié)器設(shè)置為最簡單的比例調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)閥和測量變送器設(shè)置為比例環(huán)節(jié)，對象都設(shè)置為一階慣性環(huán)節(jié)。即設(shè)Wc（s）＝Kc；Wv（s）＝Kv；Wm（s）＝Km；Wo1（s）＝1／（To1s＋1）；Wo2（s）＝1／（To2s＋1）；Wo3（s）＝1／（To3s＋1），系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為將上三式進(jìn)行比較，它們具有相同的特征方程，即具有相同的分母，所以具有相同特征的過渡過程。但是，它們的分子不同，因而最大偏差和超調(diào)量是不一樣的，由擾動F3引起的最大偏差和超調(diào)量最大，F(xiàn)2次之，而F1最小。3.總結(jié)PID控制器的控制規(guī)律（結(jié)合Matlab仿真分析）1)P控制作用分析分析比例控制作用。設(shè)Td=0、Ti=∞、Kp=3~10。輸入信號階躍函數(shù)，分別進(jìn)行仿真，如下圖所展示的系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。仿真結(jié)果表明：系統(tǒng)的超調(diào)量會隨著Kp值的增大而加大，系統(tǒng)響應(yīng)速度也會會隨Kp值的增大而加快。但是系統(tǒng)的穩(wěn)定性能會隨著Kp的增大而變差。2)比例積分控制作用的分析設(shè)比例積分調(diào)節(jié)器中Kp=1,討論Ti=0.01~0.05時。輸入信號階躍函數(shù)，分別進(jìn)行仿真，如下圖所展示的系統(tǒng)的系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。系統(tǒng)的超調(diào)量會隨著Ti值的加大而減小，系統(tǒng)響應(yīng)速度隨著Ti值的加大會略微變慢。3)微分調(diào)節(jié)作用的分析設(shè)Kp=1、Ti=0.01,討論Td=10~100時對系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線的影響。輸人信號階躍函數(shù)，分別進(jìn)行仿真，如下圖所展示的系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。仿真結(jié)果表明：根據(jù)單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)配合情況，起始上升段呈現(xiàn)較尖銳的波峰，Kp=1、Ti=0.01不變時，隨著Td值的加大，閉環(huán)系統(tǒng)的超調(diào)量增大，響應(yīng)速度變慢。實(shí)驗(yàn)報告課程名稱：過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：串級控制系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)日期與時間：2022.07指導(dǎo)教師：班級：姓名：學(xué)號：成績：實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?．掌握串級控制系統(tǒng)的投運(yùn)及整定方法。2．通過實(shí)驗(yàn)了解串級控制系統(tǒng)主、副環(huán)抗干擾能力的差異。3．研究串級控制系統(tǒng)與單回路控制系統(tǒng)在相同位置加干擾時的控制質(zhì)量的差異。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.液位與液位串級控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；2.兩步整定法串級控制系統(tǒng)控制器參數(shù)的整定；3.串級控制系統(tǒng)主、副回路抗干擾能力的比較；4.串級控制系統(tǒng)與單回路控制系統(tǒng)控制質(zhì)量的比較研究。實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．SIMATICS7-300可編程控制器1臺2．NPCT-III型過程控制系統(tǒng)自動化試驗(yàn)裝置1臺3．微型計(jì)算機(jī)1臺實(shí)驗(yàn)簡要步驟1.實(shí)驗(yàn)初始條件設(shè)置2.串級控制系統(tǒng)參數(shù)整定〔一步整定法）一步整定法就是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先將副控制器的參數(shù)一次放好（純比例控制。比例度為20%），然后按單回路控制系統(tǒng)整定參數(shù)的方法整定主控制器的參數(shù)，本實(shí)驗(yàn)選用臨界比例度法，具體步驟如下：1)將主控制器設(shè)定為比例控制器，比例度為5%，設(shè)定值為40%，系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行。觀察系統(tǒng)的過渡過程。2)若系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，設(shè)定值改為30%，逐步減小比例度，當(dāng)中水箱液位測量值接近30%時，設(shè)定值改為40%。直到系統(tǒng)出現(xiàn)等幅震蕩，即臨界震蕩過程。記錄此時的比例度（臨界比例度）和等幅震蕩周期。按公式計(jì)算出控制器δ、Ti及Td的參數(shù)。將該組參數(shù)放置到主控制器中，選中積分時問和微分時間的復(fù)選框。設(shè)定值為30%。3.當(dāng)中水箱液位測量值接近30%時，設(shè)定值改為40%。觀察控制效果，若效果大佳，將設(shè)定值改回30%，調(diào)整主控制器的參數(shù)〔每次只調(diào)整一個參數(shù)）。當(dāng)中水箱液位測量值接近30%時，設(shè)定值改為40%，觀察該參數(shù)所起的作用。若效果依然欠佳，重復(fù)該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)步驟，以達(dá)到最佳過渡過程。4.引入不同位置干擾，觀察分析對控制質(zhì)量影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與繪制曲線讀圖可得，等幅震蕩周期為343.75s，衰減比B/B’=7.99。串級控制系統(tǒng)由于副環(huán)具有快速抗干擾的功能，對于進(jìn)入副環(huán)內(nèi)的干擾具有很強(qiáng)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，由于副環(huán)的抑制作用，結(jié)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得到發(fā)揮，因此，干擾對主變量的影響就比較大。作用于上水箱的干擾作用位于副環(huán)，下水箱位于主環(huán)，故對于主變量影響較大的①是下水箱的干擾，對于主變量影響較小的②是上水箱的干擾。對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析得出結(jié)論串級系統(tǒng)的整定要比簡單系統(tǒng)復(fù)雜。由于兩個調(diào)節(jié)器串接在一起，互相作用，影響參數(shù)的整定。所以在整定時，應(yīng)盡量加大副調(diào)節(jié)器的增益以提高副環(huán)的頻率，使主、副環(huán)的頻率錯開，減少相互之間的影響。串級控制系統(tǒng)具有主、副兩只控制器，在投運(yùn)和整定按照先副后主的步驟循序進(jìn)行。串級控制系統(tǒng)主、副回路抗干擾能力的比較：作用于副環(huán)的干擾，由于副環(huán)的抑制作用，結(jié)果對主變量的影響就比較?。欢饔糜谥鳝h(huán)的干擾，由于此時副環(huán)的快速抗干擾性能未得到發(fā)揮，因此，干擾對主變量的影響就比較大。七、思考題串級控制系統(tǒng)應(yīng)如何進(jìn)行控制器參數(shù)整定與投運(yùn)？串級控制系統(tǒng)具有主、副兩只控制器，因此投運(yùn)和整定要比單回路控制系統(tǒng)復(fù)雜一些。要按照先副后主的步驟循序進(jìn)行。串級控制系統(tǒng)的工程整定方法比較多，有逐步逼近法、兩步法和一步法等。整定的順序都是先整定副環(huán)后整定主環(huán)。兩步整定法將整定分兩步進(jìn)行，先整定副回路，再整定主回路。兩步法整定步驟：先整定副回路。在主、副回路均閉合，主、副控制器都置于純比例作用的條件下，先將主控制器的比例帶放在100%處。按單回路控制系統(tǒng)整定方法整定副回路：逐漸降低副控制器的比例度，得到副變量在4∶1遞減比下的副控制器的比例度δ2s和副變量振蕩周期T2s。然后整定主回路。主、副回路仍然閉合，將副控制器的比例度置于δ2s值上，將副回路看作是主回路的一個環(huán)節(jié)，用同樣的方法整定主控制器：即逐漸降低主控制器的比例度，得到主變量在4∶1遞減比下的主控制器比例度δ1s和主變量振蕩周期T1s。按上面得到的δ1s、δ2s、T1s和T2s值，結(jié)合控制器的選型，利用單回路控制系統(tǒng)衰減曲線法的整定計(jì)算公式，分別計(jì)算主、副控制器的整定參數(shù)值：比例度δ、積分時間Ti和微分時間TD。按先副環(huán)后主環(huán)，先比例次積分后微分的順序，將計(jì)算出的參數(shù)值設(shè)置到相應(yīng)的控制器上。然后再作一些擾動試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)控制過程曲線不夠理想，可再進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，直到控制品質(zhì)符合要求。一步整定法根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先將副控制器參數(shù)一次確定設(shè)置好，然后按一般單回路控制系統(tǒng)的整定方法直接整定主控制器的參數(shù)。一步法整定步驟：根據(jù)副變量的類型，按經(jīng)驗(yàn)選擇一個合適的比例度δ2，并按純比例控制作用設(shè)置在副控制器上。將串級控制系統(tǒng)投運(yùn)后，按單回路控制系統(tǒng)的整定方法，整定主控制器參數(shù)。觀察控制過程，適當(dāng)調(diào)整主控制器參數(shù)，直到主變量的質(zhì)量品質(zhì)達(dá)到指標(biāo)要求。如果在整定過程中系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩即“共振”，只要加大主、副控制器的任一比例度值，便可消除“共振”。若“共振”劇烈，可先切換到手動，待生產(chǎn)穩(wěn)定后，重新投運(yùn)和整定，直到達(dá)到滿意時為止。3)逐步逼近法首先整定副回路。此時斷開主回路，按單回路控制系統(tǒng)整定方法確定副控制器參數(shù)，記第一次整定值為[Wc2]1。然后整定主回路。把剛整定好的副回路作為主回路中的一個環(huán)節(jié)，仍按單回路控制整定方法，確定主控制器的整定參數(shù)，記為[Wc1]1。此時，主、副回路都閉合。再次整定副回路。在主回路閉合，主控制器整定參數(shù)為[Wc1]1條件下，按單回路控制系統(tǒng)整定方法，再次求取副控制器參數(shù)為[Wc2]2。至此，完成一個逼近循環(huán)。若控制質(zhì)量達(dá)到要求，整定工作就此結(jié)束。主、副控制器的整定參數(shù)分別取[Wc1]1及[Wc2]2。若控制質(zhì)量仍未達(dá)到規(guī)定指標(biāo)，可按步驟2繼續(xù)對主控制器進(jìn)行整定，求取[Wc1]2。依此，再按上面的2、3步驟循環(huán)進(jìn)行，直到獲得確保控制過程質(zhì)量和指標(biāo)的整定參數(shù)為止。評述串級控制系統(tǒng)比單回路控制系統(tǒng)控制質(zhì)量高的原因？由于串級控制系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上與單回路控制系統(tǒng)有所不同，因此，它與單回路系統(tǒng)相比，由一些顯著的特點(diǎn)。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(shù)減少，系統(tǒng)的工作頻率提高，過渡過程的時間也相對縮短，因而控制質(zhì)量可以獲得改善。同時，串級控制系統(tǒng)的抗干擾能力比單回路控制系統(tǒng)有強(qiáng)的多，特別是當(dāng)干擾作用于副環(huán)的情況下，系統(tǒng)的抗干擾能力會更強(qiáng)。此外，串級控制系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)能力。當(dāng)采用串級控制時，主環(huán)是一個定制系統(tǒng)，而副環(huán)卻是一個隨動系統(tǒng)。主控制器能夠根據(jù)操作條件和負(fù)荷變化（從主變量變化中體現(xiàn)出來），不斷修改副控制器的給定值，以適應(yīng)操作條件和負(fù)荷變化的情況。串級控制系統(tǒng)由于副環(huán)具有快速抗干擾的功能，對于進(jìn)入副環(huán)內(nèi)的干擾具有很強(qiáng)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，由于副環(huán)的抑制作用，結(jié)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得到發(fā)揮，因此，干擾對主變量的影響就比較大。討論飛升曲線法和臨界比例度法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍？飛升曲線法是通過系統(tǒng)開環(huán)試驗(yàn)，得到被控過程的典型特征參數(shù)之后，再對調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行整定的。因此，這種方法適應(yīng)性較廣，與其他兩種方法相比，所受實(shí)驗(yàn)條件的限制也比較少，通用性較強(qiáng)。 臨界比例度法是閉環(huán)試驗(yàn)整定方法，他們都是依賴系統(tǒng)在某種運(yùn)行狀況下特性信息對調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行整定，其優(yōu)點(diǎn)是無需掌握被控過程是數(shù)學(xué)模型。但是，這都有一定是缺點(diǎn)如臨界比例度法對生產(chǎn)過程不能反復(fù)做振蕩實(shí)驗(yàn)，對比例調(diào)節(jié)是本質(zhì)穩(wěn)定的控制系統(tǒng)比不適用；而衰竭曲線法在做衰竭比較大的試驗(yàn)時，觀測數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確確定，對過程變化較快的系統(tǒng)也不宜采用。研究分析串級控制系統(tǒng)與單回路控制系統(tǒng)不同的控制效果。因?yàn)橹鳝h(huán)是一個反饋控制，所以串級控制方案具有單回路控制系統(tǒng)的全部功能，但由于串級控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上多一個副回路（隨動拉制），所以串級控制具有其余的一些優(yōu)點(diǎn)：1）串級控制系統(tǒng)具有更高的工作頻率由于副回路的存在，改善了對象的特性，使系統(tǒng)的工作頻率得到提高。這會使系統(tǒng)的反應(yīng)速度加快，控制更為及時。2）串級控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力。串級控制系統(tǒng)的抗干擾能力比單回路控制系統(tǒng)要強(qiáng)得多，特別足當(dāng)干擾作用于副環(huán)的情況下，系統(tǒng)的抗干擾能力會更強(qiáng)。3）串級控制系統(tǒng)有一定的自適