單容液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 時(shí)間常數(shù)； 從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來(lái)考慮，PID控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下：（1）比例環(huán)節(jié) 用于加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。 經(jīng)分析，在單容液位控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器（包括變頻器、電機(jī)、泵等環(huán)節(jié)）可看作一個(gè)比例環(huán)節(jié)。所以有被控對(duì)象的傳遞函數(shù)： 經(jīng)以上各環(huán)節(jié)分析，可得系統(tǒng)具體點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖，如42圖圖42 系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)圖五、系統(tǒng)仿真 由以上各參數(shù)確定后可得系統(tǒng)的仿真結(jié)構(gòu)圖，具體參數(shù)整定過(guò)程可參見(jiàn)下表51：查閱相關(guān)資料知，對(duì)于液位系統(tǒng)，時(shí)間常數(shù)范圍較大，比例度要大，一般不用微分作用，要求較高時(shí)才加入積分作用。15% 50HZ 環(huán)境溫度：儀表工作溫度：0～50℃ 相對(duì)濕度：≤85％ 功耗：≤10VA 液位顯示范圍：177。通過(guò)查閱相關(guān)網(wǎng)頁(yè)資料，圖68 3351/3051電容式差壓變送器技術(shù)性能： 使用對(duì)象：液體、氣體或蒸汽 測(cè)量范圍：見(jiàn)選型規(guī)格表 輸出信號(hào)：4～20mAdc．輸出，疊加HART協(xié)議數(shù)字信號(hào)(兩線制)電 源：外部供電24V dc．，電源范圍’12V～45V遷移特性： 在最小量程時(shí)，最大正遷移零點(diǎn)是39／40倍的量程上限值，最大負(fù)遷移 零點(diǎn)可以是量程下限值，絕對(duì)壓力變送器無(wú)負(fù)遷移。0．25％／6個(gè)月 溫度影響：零點(diǎn)溫度誤差為最大量程的177。％。在設(shè)計(jì)期間我鍛煉了很多，也收獲了很多！首先，通過(guò)對(duì)單容水箱控制對(duì)象特性的分析，我逐步對(duì)系統(tǒng)有了了解，對(duì)各環(huán)節(jié)工作過(guò)程有了進(jìn)一步掌握?？傊?，這次的設(shè)計(jì)讓我們收獲的不只是知識(shí)，同時(shí)也是各種能力的提升與鍛煉。我們按著設(shè)計(jì)的時(shí)間安排一步一步的完成設(shè)計(jì)。七、課程設(shè)計(jì)結(jié)束語(yǔ)近兩個(gè)星期的單容液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以說(shuō)是對(duì)自己綜合知識(shí)、能力的挑戰(zhàn)。這是系統(tǒng)誤差，安裝前可按實(shí)際靜壓調(diào)校變送器零點(diǎn)，消防這個(gè)誤差。％，177。查閱相關(guān)網(wǎng)頁(yè)資料可選如下圖66臥式水泵。圖61 PID調(diào)節(jié)器組成框圖 通過(guò)查閱相關(guān)網(wǎng)頁(yè)資料可以選擇如下液位調(diào)節(jié)儀作為調(diào)節(jié)器。 通過(guò)查閱相關(guān)資料和網(wǎng)頁(yè)資料，取出水閥的水阻Rs=，即K=。（3）微分環(huán)節(jié) 能改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，其作用主要是在響應(yīng)過(guò)程中抑制偏差向任何方向的變化，對(duì)偏差變化進(jìn)行提前預(yù)報(bào)。如圖32：圖32 單容液位控制系統(tǒng)方框圖四、系統(tǒng)各環(huán)節(jié)分析 調(diào)節(jié)器PID控制 在液位控制系統(tǒng)中，常采用PID控制來(lái)作為控制規(guī)律。將式（24）和是（23）代入式（21），經(jīng)整理可得 （25）令T=ARs，K=Rs，并代入式（25），可得 （26） 式（26）是用來(lái)描述單容水箱被控對(duì)象的微分方程式，它是一個(gè)一階常系數(shù)微分方程式。要對(duì)該對(duì)象進(jìn)行較好的計(jì)算機(jī)控制，有必要建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。 液位控制的實(shí)現(xiàn)除模擬PID調(diào)節(jié)器外，還可以采用計(jì)算機(jī)PID算法控制。在這些生產(chǎn)領(lǐng)域里，基本上都是勞動(dòng)強(qiáng)度大或者操作有一定危險(xiǎn)性的工作，極易出現(xiàn)操作失誤引起事故，造成廠家的經(jīng)濟(jì)損失。 本設(shè)計(jì)以單容水箱的液位控制系統(tǒng)為研究對(duì)象。如圖21所示，水箱的出水量與水壓有關(guān)，而水壓又與水位高度近乎成正比。顯然，在任何時(shí)刻水位的變化均滿足物料平衡關(guān)系。這就是被控對(duì)象的自衡特性，即當(dāng)輸入變量發(fā)生變化破壞了被控對(duì)象的平衡而引起輸出變量變化時(shí)，在沒(méi)有人為干預(yù)的情況下，被控對(duì)象自身能重新恢復(fù)平衡的特性。越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高，但易產(chǎn)生超調(diào)，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。當(dāng)然，在整個(gè)控制過(guò)程中執(zhí)行環(huán)節(jié)有一定
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