【文章內容簡介】 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 （） 計算解得調節(jié)閥開度變化 （）比例系數 ()雙容水箱的進水流量和水箱液位之間關系的數學模型為 （）4. 實現單容水箱（上）液位的單回路控制系統設計 單回路系統控制圖?此單回路控制系統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此單回路控制系統的控制框圖 單容水箱（上）液位的單回路控制框圖 PID參數整定 控制器參數的整定，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 、積分時間常數 和微分時間常數 的值。控制器參數整定的方法有兩類，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學模型，可以應用理論計算法。用傳統的時域法、頻率法、根軌跡法都可以進行整定，利用計算機進行參數整定和優(yōu)化的方法也很多。往往由于數學模型的原因，理論計算得到的數據精度不高，但它卻可以為工程整定法提供指導。我們主要采用的是經驗湊試法。所謂經驗湊試法，是按被控變量的類型（即按流量，液位，溫度，壓力等分類）提出控制其參數的合適范圍。它是在長期的生產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放在某一數值上，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，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節(jié)為主，所以我們先利用經驗給定一個比例系數，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K調到K=35時，圖像如下圖所示： K=35時控制系統曲線圖通過觀察發(fā)現此時K已經過大。因為曲線已經超過了幅值，所以須減小K繼續(xù)調節(jié)。通過多次試驗發(fā)現當K=10時調節(jié)時間較短且不出現震蕩并滿足衰減比為4：1. K=10時控制系統曲線圖此時發(fā)現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時控制系統曲線圖此時系統余差已經消失，但是系統超調偏大，繼續(xù)調整I。經多次試驗后發(fā)現當I=300000效果較好。如下圖所示： K=11，I=300000時控制系統曲線圖此時系統超調很小，較上一組參數具有有很大的改進。故I取300000。繼續(xù)調整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)調整。 K=11，I=300000，D=50000時控制系統曲線圖測試多組參數后，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時控制系統曲線圖這時調節(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最終整定參數為 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已經無法自動調節(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。，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或者前饋—反饋復合控制系統來抑制甚至消除擾動。串級控制系統的特點是可以迅速克服內環(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—反饋復合控制系統能迅速有效地補償擾動對整個系統的影響，并利于提高控制精度，理論上可做到完全消除擾動對系統的影響。若選用前饋—反饋復合控制系統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）的單回路控制系統設計①此單回路控制系統的控制原理圖 雙容水箱液位（上下水箱串聯）的單回路控制系統原理圖②此單回路控制系統的控制框圖 雙容水箱液位（上下水箱串聯）的單回路控制系統框圖本系統選用雙容水箱作為控制對象，控制方案采用單回路控制，單回路控制系統又被稱為簡單控制系統，它是由一個被控對象、一個檢測元件及傳感器（或變送器）、一個調節(jié)器和一個執(zhí)行器所構成的閉環(huán)控制系統。 PI