【文章內容簡介】 線可通過改變設定值（如設定值由 50%變?yōu)?60%）來獲得。 （三）、比例積分微分調節(jié)（ PID）控制 1）、在 PI 調節(jié)器控制實驗的基礎上，再引入適量的微分作用，即把 D 打開。然后加上與前面實驗幅值完全相等的擾動，記錄系統(tǒng)被控制量響應的動態(tài)曲線，并與實驗步驟（二）所得的曲線相比較，由此可看到微分 D 對系統(tǒng)性能的影響。 2）、選擇合適的δ、 Ti 和 Td，使系統(tǒng)的輸出響應為一條較滿 意的過渡過程曲線（階躍輸入可由給定值從 50%突變至 60%來實現(xiàn)）。 3）、用計算機記錄實驗時所有的過渡過程實時曲線，并進行分析。 五、實驗報告要求 1）、繪制單容水箱液位控制系統(tǒng)的方塊圖。 2）、用接好線路的單回路系統(tǒng)進行投運練習，并敘述無擾動切換的方法。 3）、 P 調節(jié)時，作出不同δ值下的階躍響應曲線。 4）、 PI 調節(jié)時，分別作出 Ti 不變、不同δ值時的階躍響應曲線和δ不變、不同 Ti值時的階躍響應曲線。 5）、畫出 PID 控制時的階躍響應曲線，并分析微分 D 的作用。 6）、比較 P、 PI 和 PID 三種調節(jié)器對系統(tǒng)余差 和動態(tài)性能的影響。 六、注意事項 1）、實驗線路接好后，必須經指導老師檢查認可后方可接通電源。 2）、必須在老師的指導下，啟動計算機系統(tǒng)和單片機控制屏。 3）、若參數設置不當，可能導致系統(tǒng)失控，不能達到設定值。 湖 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 教 案 教研室主任（簽名） 備課日期 2020 年 10 月 30 日 授 課 班 級 電氣 S03 4 班 電氣 S03 2 班 授課日期 星期 周 1 10 1 10 課題 簡單控制系統(tǒng)的設計 教學準備 看書 寫教案 教學目的 與要 求 掌握簡單控制系統(tǒng)參數的設置 授課方式 講授 教學過程 （檢查復習，教授聽課，鞏固復習，課堂小結，安排作業(yè)） 教授聽課 課堂小結 第四節(jié) 簡單控制系統(tǒng)的設計 簡單控制系統(tǒng)由被控對象、檢測變送元件、調節(jié)器和執(zhí)行器等環(huán)節(jié)組成，是對被控變量進行控制的單回路反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。其結構簡單、投資少、易于調整和投運，能滿足一般工業(yè)生產過程的控制要求。 簡單控制系 統(tǒng)分析、設計方法是其他各類控制系統(tǒng)分析和設計的基礎。在選擇控制方案時，只有當簡單控制系統(tǒng)不能滿足控制要求時，才考慮采用其它教復雜的控制方案。 一、過程控制系統(tǒng)設計概述 首先要確定控制過程，然后才進行系統(tǒng)設計。控制過程是由工藝決定的，必須結合過程特性的分析，明確被控變量、操縱變量及主要擾動。 控制系統(tǒng)設計時，從設計任務的提出到系統(tǒng)投入運行，一般都要經過從理論設計到實踐，再根據實踐修正設計方案的多次反復。 1． 過程控制系統(tǒng)設計的主要內容 A．控制方案的設計 包括帶控制點的工藝流程圖、設計說明書。帶控制點的工藝流程圖 是描述生產過程控制系統(tǒng)的圖紙文件。在工藝流程圖上反映出被控變量、測量點的位置和控制手段的實現(xiàn)方法，以及各個控制系統(tǒng)相互之間的關系。設計說明書包括設計指導思想、工藝流程和環(huán)境特征、自動化水平和控制方案的確定、安全技術措施等內容。 B．工程設計 包括儀表選型、控制室和儀表盤設計、儀表供電系統(tǒng)設計、信號及連鎖保護系統(tǒng)設計。工程設計時要結合實際經濟情況、從簡單、實用出發(fā)。 C．工程安裝和儀表調校 過程控制系統(tǒng)中，儀表和電氣設備的安裝、信號線路的連接必須正確。 D．調節(jié)器參數整定 必須將調節(jié)器參數整定 合適，保證系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)。 2． 過程控制系統(tǒng)設計步驟 A．建立系統(tǒng)的數學模型 被控過程的數學模型是過程控制系統(tǒng)設計的基礎。 B．選擇控制方案 C．建立系統(tǒng)框圖 D．進行系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性分析計算 E．實驗和仿真 二、控制方案設計 1． 被控變量的選擇 2． 操縱變量的選擇 控制通道特性對控制質量的影響： A．放大系數 K0 的影響 B．時間常數 T0 的影響 C．純滯后的影響 操縱變量選擇的原則： A．操縱變量應是控制通道的放大系數 K0 教大者。 B．應使擾動通道的時間常數越大越好，而控制通道的時間常數適當小一些。 C．控制通道 純滯后的時間越小越好。 D．須考慮工藝上的合理和方便。 3． 檢測變送環(huán)節(jié)對控制系統(tǒng)的影響 檢測元件及變送器在控制系統(tǒng)中是測量結果獲取和傳送的重要環(huán)節(jié)。 4． 控制器調節(jié)作用的選擇 A．控制規(guī)律的選擇 主要根據過程特性和要求來選擇：位式控制、比例控制、比例積分控制、比例微分控制、比例積分微分控制。 B．調節(jié)器作用方向 三、調節(jié)器參數的工藝整定 簡單控制系統(tǒng)可以看作由廣義過程和控制器所構成。調節(jié)器參數整定主要有理論整定法和工程整定法。 1． 經驗法 首先把比例作帶確定，待過渡過程基本穩(wěn)定，再加入積分作用消除靜差，最后加 入微分作用提高控制質量。大致步驟為： A．在 TI=無窮大、 TD=0 時，比例適當時投入運行。 B．曲線震蕩頻繁，則減少比例度；否則增大比例度。 C．加入積分作用。 D．加入微分作用。 2． 衰減曲線法 3． 鄰界比例度法 湖 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 教 案 教研室主任（簽名） 備課日期 2020 年 11 月 05 日 授 課 班 級 電氣 S03 4 班 電氣 S03 2 班 授課日期 星期 周 1 11 1 11 課題 計算機在過程控制中的應用 教學準備 看書 寫教案 教學目的 與要 求 了解計算機在過程控制中的技術 授課方式 講授 教學過程 （檢查復習，教授聽課，鞏固復習，課堂小結，安排作業(yè)） 教授聽課 課堂小結 第五章 計算機在過程控制中的應用 計算機在過程控制中承擔控制系統(tǒng)中控制器（調節(jié)器）的任務，實現(xiàn)全天候地對生產中的各種參數，如溫度、壓力、流量、液位等進行采樣，迅速進行復雜的數據處理、打印和顯示生產工藝過程的統(tǒng)計數據和參數，輸出各種控制命令。 一、過程控制系統(tǒng)設計概述 首先要確定控制過程，然后才進行系統(tǒng)設計。控制過程是由工藝決定的，必須結合過程特性的分析，明確被控變量、操縱變量及主要擾動。 控制系統(tǒng)設計時，從設計任務的提出到系統(tǒng)投入運行，一般都要經過從理論設計到實踐，再根據實踐修正設計方案的多次反復。 3． 過程控制系統(tǒng)設計的主要內容 A．控制方案的設計 包括帶控制點的工藝流程圖、設計說明書。帶控制點的工藝流程圖是描述生產過程控制系統(tǒng)的圖紙文件。在工藝流程圖上反映出被控變量、測量點的位置和控制手段的實現(xiàn)方法，以及各個控制系統(tǒng)相互之間的關系。設計說明書包括設計指導思想、工藝流程和環(huán)境特征、自動化水平和控制方案的確定、安全技術措施等內容。 B．工程設計 包括儀表選型、控制室和儀表盤設計、儀表供電系統(tǒng)設計、信號及連鎖保護系統(tǒng)設計。工程設計時要結合實際經濟情況、從簡單、實用出發(fā)。 C．工程安裝和儀表調校 過程控制系統(tǒng)中，儀表和電氣設備的安裝、信號線路的連接必須正確。 D．調節(jié)器參數整定 必須將調節(jié)器參數整定合適，保證系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)。 4． 過程控制系統(tǒng)設計步驟 A．建立系統(tǒng)的數學模型 被控過程的數學模型是過程控制系統(tǒng)設計的基礎。 B．選擇控制方案 C．建立系統(tǒng)框圖 D．進行系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性分析計算 E．實驗和仿真 二、控制方案設計 5． 被控變量的選擇 6． 操縱變量的選擇 控制通道特性對控制質量的影響： A．放大系數 K0 的影響 B．時間常數 T0 的影響 C．純滯后的影響 操縱變量選擇的原則： A．操縱變量應是控制通道的放大系數 K0 教大者。 B．應使擾動通道的時間常數越大越好，而控制通道的時間常數適當小一些。 C