【文章內(nèi)容簡介】 水流量和水箱液位之間關系圖閥的開度由 第二次給調(diào)節(jié)閥階躍的雙容水箱的進水流量和水箱液位之間關系圖，可用 （） 計算解得調(diào)節(jié)閥開度變化 （）比例系數(shù) ()雙容水箱的進水流量和水箱液位之間關系的數(shù)學模型為 （）4. 實現(xiàn)單容水箱（上）液位的單回路控制系統(tǒng)設計 單回路系統(tǒng)控制圖?此單回路控制系統(tǒng)的控制原理圖增壓泵計算機HT上水箱下水箱電動閥1V11V10V4V5儲水箱 單容水箱（上）液位的單回路控制原理圖②此單回路控制系統(tǒng)的控制框圖 單容水箱（上）液位的單回路控制框圖 PID參數(shù)整定 控制器參數(shù)的整定，對PID控制規(guī)律來說，就是恰當選擇比例度 （或比例放大系數(shù) 、積分時間常數(shù) 和微分時間常數(shù) 的值?？刂破鲄?shù)整定的方法有兩類，一類是理論計算法，一類是工程整定法.已知被控對象較準確的數(shù)學模型，可以應用理論計算法。用傳統(tǒng)的時域法、頻率法、根軌跡法都可以進行整定，利用計算機進行參數(shù)整定和優(yōu)化的方法也很多。往往由于數(shù)學模型的原因，理論計算得到的數(shù)據(jù)精度不高，但它卻可以為工程整定法提供指導。我們主要采用的是經(jīng)驗湊試法。所謂經(jīng)驗湊試法，是按被控變量的類型（即按流量，液位，溫度，壓力等分類）提出控制其參數(shù)的合適范圍。它是在長期的生產(chǎn)時間中總結出來的一種工程整定辦法。我們先將控制器的參數(shù)放在某一數(shù)值上，通過改變給定值來給一擾動，觀察過渡過程曲線形狀，運用、對過渡過程的影響為依據(jù)，按規(guī)定的順序對比例度、積分時間和微分時間逐個進行反復湊試，直到得到穩(wěn)定的符合條件的曲線。這次設計主要是以比例調(diào)節(jié)為主，所以我們先利用經(jīng)驗給定一個比例系數(shù)，待過渡過程穩(wěn)定后，加積分作用以消除余差，最后加入微分作用從而進一步提高控制質量。PID整定過程:當把比例系數(shù)K調(diào)到K=35時，圖像如下圖所示： K=35時控制系統(tǒng)曲線圖通過觀察發(fā)現(xiàn)此時K已經(jīng)過大。因為曲線已經(jīng)超過了幅值，所以須減小K繼續(xù)調(diào)節(jié)。通過多次試驗發(fā)現(xiàn)當K=10時調(diào)節(jié)時間較短且不出現(xiàn)震蕩并滿足衰減比為4：1. K=10時控制系統(tǒng)曲線圖此時發(fā)現(xiàn)圖像雖然有明顯改進，但是仍有余差。所以我們要添加積分作用。對I進行整定。即使K為10左右試湊I 使曲線再次達到穩(wěn)定，使衰減比再次達到4:1。當取K=11 ，I=200000曲線如下圖所示： K=11，I=200000時控制系統(tǒng)曲線圖此時系統(tǒng)余差已經(jīng)消失，但是系統(tǒng)超調(diào)偏大，繼續(xù)調(diào)整I。經(jīng)多次試驗后發(fā)現(xiàn)當I=300000效果較好。如下圖所示： K=11，I=300000時控制系統(tǒng)曲線圖此時系統(tǒng)超調(diào)很小，較上一組參數(shù)具有有很大的改進。故I取300000。繼續(xù)調(diào)整D當D= 50000，曲線如下圖所示此時控制效果較好，但給定波動很劇烈，繼續(xù)調(diào)整。 K=11，I=300000，D=50000時控制系統(tǒng)曲線圖測試多組參數(shù)后，當D= 10000時控制效果較好且電磁閥給定波動明顯較上圖減小很多，曲線如下圖所示： K=11，I=300000，D=10000時控制系統(tǒng)曲線圖這時調(diào)節(jié)的曲線比較符合要求，具有良好的效果。故單容水箱（上）液位的單回路控制系統(tǒng)最終整定參數(shù)為 K=11 ，I=300000 ，D=10000。，打開旁路干擾閥這時給定的擾動較小，所以曲線沒有非常明顯的波動。這是第一種情況 第一次用旁路干擾閥給定擾動擾動加大，圖像有了較明顯的變化，可以清晰的看到擾動的給定時間等。 第二次用旁路干擾閥給定擾動由圖可以看出，這時給的擾動過大，導致PID已經(jīng)無法自動調(diào)節(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)。這是第三種狀況。 第三次用旁路干擾閥給定擾動給一小擾動，看到PID很快把液位穩(wěn)定回給定值 ，這時擾動頻率為 。 第一次用副回路進水閥給定擾動再把擾動稍微加大一些，雖然曲線有了較為明顯的變化，但是 PID也仍舊可以把液位恢復到給定值。這時擾動頻率為33HZ。 第二次用副回路進水閥給定擾動再給一非常大的擾動。擾動已超出PID調(diào)節(jié)范圍。故液位無法回到給定值 ，這時擾動頻率為 50HZ。 第三次用副回路進水閥給定擾動?，劇烈變化對控制質量有著嚴重的影響，有什么方法可以較好的抑制這個擾動對控制質量的影響。答：可以選用串級控制系統(tǒng)來抑制甚至消除擾動。由于該擾動不可預測，所以不能選用前饋—反饋復合控制系統(tǒng)。，有什么方法可以很好的抑制其對控制質量的影響。答：可以選用串級控制系統(tǒng)或者前饋—反饋復合控制系統(tǒng)來抑制甚至消除擾動。串級控制系統(tǒng)的特點是可以迅速克服內(nèi)環(huán)的擾動，這樣就會減輕擾動對控制質量的影響。只要把變化劇烈幅度大的干擾包含在副回路中，即可大大削弱其對主被控量的影響。如果擾動是可量測和可控制的，則可以采用前饋—反饋復合控制系統(tǒng)能迅速有效地補償擾動對整個系統(tǒng)的影響，并利于提高控制精度，理論上可做到完全消除擾動對系統(tǒng)的影響。若選用前饋—反饋復合控制系統(tǒng)要求擾動是可量測和可控制的。5 雙容水箱液位（上下水箱串聯(lián)）的單回路控制系統(tǒng)設計①此單回路控制系統(tǒng)的控制原理圖 雙容水箱液位（上下水箱串聯(lián)）的單回路控制系統(tǒng)原理圖②此單回路控制系統(tǒng)的控制框圖 雙容水箱液位（上下水箱串聯(lián)）的單回路控制系統(tǒng)框圖本系統(tǒng)選用雙容水箱作為控制對象，控制方案采用單回路控制，單回路控制系統(tǒng)又被稱為簡單控制系統(tǒng)，它是由一個被控對象、一個檢測元件及傳感器（或變送器）、一個調(diào)節(jié)器和一個執(zhí)行器所構成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 PI