《微分先行控制系统》word版.docx
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《微分先行控制系统》word版
过程控制工程课程设计报告
设计题目:
微分先行控制系统
一、微分先行系统控制仿真简介………………………………2
二、微分先行控制仿真实例……………………………………2
三、微分先行控制仿真步骤及MATLAB仿真图………………3
四、实验分析……………………………………………………9
五、实验心得……………………………………………………9
六、参考文献……………………………………………………10
一、微分先行系统控制仿真简介
在PID控制规律中,微分作用具有超前调节特点。
在对大时延过程控制时,应突出PID调节器中的微分作用。
微分先行PID调节器与普通的PID调节器相比,能提高控制速度,减小超调量,较大程度提高时延过程控制品质。
所以PID控制器中采用微分先行控制是一种简单易行的方案。
在PID控制器中,微分是按偏差变化速度提供控制作用,它对克服超调现象能起较大作用。
二、微分先行控制实例
微分先行控制综合仿真实例,才有微分先行控制方法对恒温温箱的恒温过程进行控制。
其中,输入量为燃油量,输出量为温度。
设系统属性模型为:
则微分现象控制系统的方框图为9-2所示。
为了对吧,图9-1列出来采用串联PID策略时的控制系统方框图。
图9-2
图9-1
三、微分先行控制仿真步骤及MATLAB仿真图
参数设定
此处采用稳定边界发整定系统,并先借常规PID形式进行,然后再利用常规PID与现在所用PID形式之间的关系,将常规PID形式转化为当前所用的形式,从而实现控制系统参数设定。
采用常规PID形式时,控制系统的Simulink仿真框图如图9-3所示。
图9-3
先令
,
,调整
是系统等振荡,即系统临界稳定状态。
得到如图9-4的MATLAB仿真图
图9-4
采用串联PID方式时,系统阶跃分析的Simulink框图如图9-5
图9-5
PID模块方框图
KD模块方框图
由9-5的图可以得出MATLAB仿真图9-6
图9-6
采用微分先行控制方式时,系统阶跃分析Simulink方框图如图9-7
图9-7
由图9-7得到MATLAB仿真图9-8
图9-8
其次,根据参数整定结果对图9-7所示微分先行控制系统加入干扰,得出Simulink仿真方框图9-10
图9-10
由图9-10得出MATLAB仿真图9-11
图9-11
四、实验分析
对比图9-8和图9-11可知,虽然采用的参数完全相同,单微分先行的控制系统的响应波动幅度较小,说明去稳定品质明显优于串联PID控制的稳定品质。
但这两种控制方法的响应速度基本相同,切均有明显滞后。
五、心得体会
课程设计是培养学生综合能力的一个机会,是对学生能力的一次考验,是对学生理论联系实际能力的挑战。
随着科学技术发展的日新月异,过程控制已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域,生活中也无处不在。
通过这次微分先行控制系统仿真课程设计,使我感慨颇多。
在两个星期的时间里遇到了许多困难,也学到了很多东西。
同时不仅巩固了以前的过程控制知识,还学到了很多书本外的知识。
懂得了理论联系实际的重要性,只有理论知识是远远不够的,只有把理论运用到实际中去才能从理论中得出结论,才能去服务社会。
另外这次课设也让我学习了如何用MATLAB仿真,如何让理论通过仿真去检验其正确性。
最重要的是学会了遇到问题如何处理的方法。
这对我将来的学习和工作都会有莫大的帮助。
六、参考文献
1、方康玲.过程控制系统.武汉:
武汉理工大学出版社,2002年
2、王再英.过程控制系统与仪表.北京:
机械工业出版社,2006年
3、侯志林.过程控制与自动化仪表.北京:
机械工业出版社,1999年
4、潘立登.过程控制技术原理与应用.北京:
中国电力出版社,2007年
5、金以慧.过程控制.北京:
清华大学出版社,1993年
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