过程控制实验报告8.docx
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过程控制实验报告8.docx
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过程控制实验报告8
实验报告
课程名称:
过程控制
实验名称:
单回路控制系统的参数整定
专业:
自动化专业
姓名:
学号:
2013/2014学年第2学期
实验一单回路控制系统的参数整定
2014年4月28日
1、实验要求
1、了解调节器特性的实验测试方法;
2、掌握依据飞升特性曲线求取对象动态特性参数和调节器参数的方法;
3、熟悉单回路控制系统的工程整定方法。
2、实验内容
测得某工业过程的单位阶跃响应数据,如附表所示;单位阶跃响应曲线,如图1所示:
图1单位阶跃响应曲线
1、试用高阶传递函数描述该过程的动态特性;
G(s)=K/(Ts+1)²=1.25/(25.9s+1)²*e^-10s
2、在Simulink中搭建解算出的被控对象单回路控制系统;
3、采用稳定边界法整定调节器参数,并给出P、PI、PID三种调节器的控制曲线;
Kp=5,Pm=1/Kp=0.2时,等幅振荡,Tm80。
P:
2Pm=0.4
PI:
2.2Pm=0.440.85Tm=68
PID:
1.7Pm=0.340.5Tm=400.125Tm=10
三种调节器的控制曲线:
4、比较、分析实验结果
P调节器稳态产生了静差;PI调节器相对P调节器稳态无静差,但是调节时间延长;PID调节器相对前两者无论上升时间还是调节时间都变短了,稳态也无静差。
实验报告
课程名称:
过程控制
实验名称:
串级控制系统
专业:
自动化专业
姓名:
学号:
2013/2014学年第2学期
实验二串级控制系统实验
2014年5月5日
1、实验要求
1、了解串级控制系统组成原理,串级控制调节器参数的整定与投运方法。
2、掌握控制系统采用不同控制方案的实现过程,并与单回路控制相比较。
2、实验内容
测得某工业过程构成如图所示的串级控制系统如图1所示,假设Gv(s)=1,Gm(s)=1,
其中,主对象的传递函数
,副对象的传递函数
。
该系统为定值控制系统,输入为单位阶跃信号。
1、试在Simulink中搭建被控对象串级控制仿真系统;
2、试采用两步法整定主、副控制器的PID参数;
(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=0.80.3T1s=3300.1T1s=110
控制曲线:
3、比较试验:
试对同样的被控过程采用单回路控制方案,利用稳定边界法整定调节器参数,并给出PID控制的输出曲线。
(1)单回路控制系统:
Kp=0.00288,Pm=1/Kp=1/0.00288,Tm=1350-500=850
PID:
1.7Pm=590.280.5Tm=4250.125Tm=106.25
(2)对比控制曲线:
4、比较、分析实验结果
单回路控制系统的上升时间与调节时间均快于串级控制系统。
实验报告
课程名称:
过程控制
实验名称:
调节器参数变化对控制过程的影响
专业:
自动化专业
姓名:
学号:
2013/2014学年第2学期
实验三调节器参数变化对控制过程的影响
2014年5月12日
1、实验要求
1.掌握PID控制器对系统的影响;
2.巩固和加深对理论知识的理解,获得分析、验证系统性能的技巧。
2、实验内容
某工业过程的传递函数为
,假设
,
,调节器为PID控制策略。
该系统为定值、简单控制系统,期望输入为单位阶跃信号。
1.试在Simulink中搭建解被控对象的仿真系统,利用临界比例度法整定
Kp=72,Pm=1/Kp=1/72,Tm=2.88-1.06=1.83
2.结合教材P195的表6-1给出P、PI、PID三种控制方案的输出响应比较曲线,并简要分析该现象;
P:
2Pm=1/36
PI:
2.2Pm=11/3600.85Tm=1.56
PID:
1.7Pm=17/7200.50Tm=0.9150.125Tm=0.229
由图可见,黄色的P调节器曲线稳态时产生静差;紫色的PI调节器曲线调节时间较长,稳态时无静差;蓝色的PID调节器曲线调节时间短,稳态时也不存在静差。
3.在比例P控制方案中,分别给出
、
、
三种情况下的输出响应比较曲线,并简要分析该现象;
由图可见,P越大、调节时间越短、调节速度越快、稳态静差也越大。
4.在比例-微分PI控制方案中,分别给出
、
、
三种情况下的输出响应比较曲线,并简要分析该现象;
由图可见,PI调节器在参数P一定时,参数I越大调节时间越短、振荡越小。
5.在比例-微分-积分PID控制方案中,分别给出
、
、
三种情况下的输出响应比较曲线,并简要分析该现象。
由图可见,PID调节器在P、I参数一定的条件下,D参数越大、上升时间越短、调节时间越短、振荡越小。
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