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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
一、 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。
二、 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*eA-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
与莒的[g圈B B
0.85Tm=680.5Tm=400.125Tm=10三种调节器的控制曲线:
0.85Tm=68
0.5Tm=40
0.125Tm=10
三种调节器的控制曲线:
P: 2Pm=0.4
PI: 2.2Pm=0.44
PID: 1.7Pm=0.34
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FJl
4、
4、
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。
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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
?、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。 :、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
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,
0.92、试采用两步法整定主、副控制器的
0.9
2、试采用两步法整定主、副控制器的 PID参数;
其中主对象的传递函数GM)云-应,副对象的传递函数(司應而。
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;
(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=590.28 0.5Tm=425 0.125Tm=106.25
(2) 对比控制曲线:
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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
一、 实验要求
掌握PID控制器对系统的影响;
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。
二、 实验内容
某工业过程的传递函数为 Go (s) ,假设Gv(s) 1,Gm(s) 1,调节器为 PID
s 5 s 1
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。
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
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=11/360
0.85Tm=1.56
PID:
1.7Pm=17/720
0.50Tm=0.915
0.125Tm=0.229
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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 Pi 0.01
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