過程控制實(shí)驗(yàn)報告

實(shí)驗(yàn)報告課程名稱：過程控制實(shí)驗(yàn)名稱：單回路控制系統(tǒng)的參數(shù)整定專業(yè)：自動化專業(yè)姓名：學(xué)號：2013/2014學(xué)年第2學(xué)期實(shí)驗(yàn)一單回路控制系統(tǒng)的參數(shù)整定2014年4月28日實(shí)驗(yàn)要求了解調(diào)節(jié)器特性的實(shí)驗(yàn)測試方法；掌握依據(jù)飛升特性曲線求取對象動態(tài)特性參數(shù)和調(diào)節(jié)器參數(shù)的方法；3、熟悉單回路控制系統(tǒng)的工程整定方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測得某工業(yè)過程的單位階躍響應(yīng)數(shù)據(jù)，如附表所示；單位階躍響應(yīng)曲線，如圖1所示：圖1單位階躍響應(yīng)曲線試用高階傳遞函數(shù)描述該過程的動態(tài)特性；G(s)=K/(Ts+1)2=1.25/(25.9s+1)2*e^-10s在Simulink中搭建解算出的被控對象單回路控制系統(tǒng)；采用穩(wěn)定邊界法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，并給出P、PI、PID三種調(diào)節(jié)器的控制曲線；Kp=5,Pm=1/Kp=0.2時，等幅振蕩，Tm80。P:2Pm=0.4PI: 2.2Pm=0.44 0.85Tm=68PID: 1.7Pm=0.34 0.5Tm=40 0.125Tm=10三種調(diào)節(jié)器的控制曲線：比擬、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果P調(diào)節(jié)器穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生了靜差；PI調(diào)節(jié)器相對P調(diào)節(jié)器穩(wěn)態(tài)無靜差，但是調(diào)節(jié)時間延長；PID調(diào)節(jié)器相對前兩者無論上升時間還是調(diào)節(jié)時間都變短了，穩(wěn)態(tài)也無靜差。實(shí)驗(yàn)報告課程名稱：過程控制實(shí)驗(yàn)名稱：串級控制系統(tǒng)專業(yè)：自動化專業(yè)姓名：學(xué)號：2013/2014學(xué)年第2學(xué)期實(shí)驗(yàn)二串級控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)2014年5月5日實(shí)驗(yàn)要求1、了解串級控制系統(tǒng)組成原理，串級控制調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定與投運(yùn)方法。2、掌握控制系統(tǒng)采用不同控制方案的實(shí)現(xiàn)過程，并與單回路控制相比擬。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測得某工業(yè)過程構(gòu)成如下圖的串級控制系統(tǒng)如圖1所示，假設(shè)Gv(s)=1,Gm(s)=1,其中，主對象的傳遞函數(shù)，副對象的傳遞函數(shù)。該系統(tǒng)為定值控制系統(tǒng)，輸入為單位階躍信號。試在Simulink中搭建被控對象串級控制仿真系統(tǒng)；試采用兩步法整定主、副控制器的PID參數(shù)；(1)Kp2=0.00122,P2s=1/Kp=1/0.00122,T2s=1300-200=1100(2)Kp1=1,P1s=1,T2s=1750-650=1100(3)副回路〔P〕：P: P2s=1/0.00122主回路〔PID〕：PID: 0.8P1s=0.8 0.3T1s=330 0.1T1s=110控制曲線：比擬試驗(yàn)：試對同樣的被控過程采用單回路控制方案，利用穩(wěn)定邊界法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，并給出PID控制的輸出曲線。單回路控制系統(tǒng)：Kp=0.00288,Pm=1/Kp=1/0.00288,Tm=1350-500=850PID: 1.7Pm=590.28 0.5Tm=425 0.125Tm=106.25比照控制曲線：比擬、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果單回路控制系統(tǒng)的上升時間與調(diào)節(jié)時間均快于串級控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)報告課程名稱：過程控制實(shí)驗(yàn)名稱：調(diào)節(jié)器參數(shù)變化對控制過程的影響專業(yè)：自動化專業(yè)姓名：學(xué)號：2013/2014學(xué)年第2學(xué)期實(shí)驗(yàn)三調(diào)節(jié)器參數(shù)變化對控制過程的影響2014年5月12日實(shí)驗(yàn)要求1.掌握PID控制器對系統(tǒng)的影響；2.穩(wěn)固和加深對理論知識的理解，獲得分析、驗(yàn)證系統(tǒng)性能的技巧。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容某工業(yè)過程的傳遞函數(shù)為，假設(shè)，，調(diào)節(jié)器為PID控制策略。該系統(tǒng)為定值、簡單控制系統(tǒng)，期望輸入為單位階躍信號。試在Simulink中搭建解被控對象的仿真系統(tǒng)，利用臨界比例度法整定Kp=72,Pm=1/Kp=1/72,Tm=2.88-1.06=1.83結(jié)合教材P195的表6-1給出P、PI、PID三種控制方案的輸出響應(yīng)比擬曲線，并簡要分析該現(xiàn)象；P: 2Pm=1/36PI: 2.2Pm=11/360 0.85Tm=1.56PID: 1.7Pm=17/720 0.50Tm=0.915 0.125Tm=0.229由圖可見，黃色的P調(diào)節(jié)器曲線穩(wěn)態(tài)時產(chǎn)生靜差；紫色的PI調(diào)節(jié)器曲線調(diào)節(jié)時間較長，穩(wěn)態(tài)時無靜差；藍(lán)色的PID調(diào)節(jié)器曲線調(diào)節(jié)時間短，穩(wěn)態(tài)時也不存在靜差。在比例P控制方案中，分別給出、、三種情況下的輸出響應(yīng)比擬曲線，并簡要分析該現(xiàn)象；由圖可見，P越大、調(diào)節(jié)時間越短、調(diào)節(jié)速度越快、穩(wěn)態(tài)靜差也越大。在比例-微分PI控制方案中，分別給出、、三種情況下的輸出響應(yīng)比擬曲線，并簡要分析該現(xiàn)象；由圖可見，PI調(diào)節(jié)器在參數(shù)P一定時，參數(shù)I越大調(diào)節(jié)時間越短、振蕩