容水箱控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-03 09:33本頁(yè)面
【正文】 象，下水箱的液位為系統(tǒng)的主控制量。副回路中的調(diào)節(jié)器稱(chēng)副調(diào)節(jié)器，控制對(duì)象為中水箱，又稱(chēng)副對(duì)象，它的輸出是一個(gè)輔助的控制變量。 串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn) ： 改善了過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性 、 能及時(shí)克服進(jìn)入副回路的各種二次擾動(dòng)，提高了系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力 、 提高了系統(tǒng)的魯棒性 、 具有一定的自適應(yīng)能力 。 在串級(jí)控制系統(tǒng)中，主、副調(diào)節(jié)器所起 的作用是不同的。主調(diào)節(jié)器起定值控制作用， 9 它的控制任務(wù)是使主參數(shù)等于給定值（無(wú)余差），故一般宜采用 PI 調(diào)節(jié)器。由于副回路是一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)，它的輸出要求能快速、準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)主調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的變化規(guī)律，對(duì)副參數(shù)的動(dòng)態(tài)性能和余差無(wú)特殊的要求，因而副調(diào)節(jié)器可采用 P 或 PI 調(diào)節(jié)器。 調(diào)試： （ 1） 按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)先設(shè)置好副調(diào)節(jié)器的比例度，調(diào)節(jié)主調(diào)節(jié)器的比例度，使系統(tǒng)的輸出響應(yīng)出現(xiàn) 4： 1 的衰減度，記下此時(shí)的比例度和周期。據(jù)此，按經(jīng)驗(yàn)表查得 PI 的參數(shù)對(duì)主調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)整定。 （ 2） 設(shè)定給定值，先手動(dòng)輸出，此時(shí)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥支路會(huì)給中水箱打水，等中、 下水箱的液位相對(duì)穩(wěn)定，且下水箱的液位趨于給定值時(shí)，把主調(diào)節(jié)器切換為自動(dòng)。 （ 3） 當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，突加階躍擾動(dòng)（將給定量增 /減 5%～ 15%），觀察并記錄系統(tǒng)的輸出響應(yīng)曲線。 （ 4） 通過(guò)反復(fù)對(duì)主、副調(diào)節(jié)器參數(shù)的調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)具有較滿意的動(dòng)、靜態(tài)性能。用計(jì)算機(jī)記錄此時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線。 通過(guò)對(duì)此 水箱液位的串級(jí)控制系統(tǒng) 反復(fù)調(diào)試，最終得到趨于平穩(wěn)的曲線，如圖 4 2所示。 圖 42液位、流量串級(jí)控制系統(tǒng)調(diào)試 圖 10 在實(shí)驗(yàn)初期，我們合理的分配了各自的任務(wù)，各自繪制自 己的原理圖，最后再一起互相參考，討論，學(xué)習(xí)。我們一步步按照老師的指導(dǎo)和要求，一步步調(diào)試、實(shí)驗(yàn)、摸索，最終完成了這次實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這個(gè)過(guò)程中，我們不但學(xué)會(huì)了很多知識(shí)，也學(xué)會(huì)了怎樣去應(yīng)用知識(shí)，更加懂得了團(tuán)結(jié)協(xié)作。 通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我了解了水箱液位控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作原理。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)的操作和調(diào)試，更直觀的對(duì) PID 控制中 P、 I、 D 在系統(tǒng)控制中起到的作用。 比例環(huán)節(jié) P 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。 PK 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。 PK 取值過(guò)小，則會(huì)降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度緩慢，從而延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間，使系統(tǒng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性變壞。積分環(huán)節(jié)主要用來(lái)消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。 IT 越小，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差消除越快，但 IT 過(guò)小，在響應(yīng)過(guò)程的初期會(huì)產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應(yīng)過(guò)程的較大超調(diào)。若IT 過(guò)大，將使系統(tǒng)靜態(tài)誤差難以消除，影響系統(tǒng)的 調(diào)節(jié)精度。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)。但 DT 過(guò)大，會(huì)使響應(yīng)過(guò)程提前制動(dòng)，從而延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間，而且會(huì)降低系統(tǒng)的抗干擾性能。 這次實(shí)驗(yàn)是我們小組每一個(gè)成員親自參加的一次組態(tài)王應(yīng)用練習(xí)實(shí)驗(yàn)，它幫助我們更加深刻的了解和掌握了一些關(guān)于組態(tài)王的應(yīng)用知識(shí)和方法。使我們更加深刻地體會(huì)到對(duì)于這門(mén)課程還有多東西沒(méi)有完全掌握也認(rèn)識(shí)到這門(mén)課程的重要性，使我們受益匪淺。 11 參考文獻(xiàn) [1]邵裕森 ,戴先中 .過(guò)程控 制工程 (第 2 版 ).北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 .2021。 [2]陶永華，尹怡欣，葛蘆生 .新型 PID 控制及其應(yīng)用 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998。 [3]朱學(xué)峰 .過(guò)程控制技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀與展望 .測(cè)控技術(shù)， 1999。 [4]宋樂(lè)鵬，自動(dòng)控制原理。清華大學(xué)出版社。
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