【正文】 I 控制時的單位階躍響應(yīng)曲線 根據(jù)表可知 PID 控制整定時，比例放大系數(shù) Kp=，積分時間常數(shù) Ti=，微分時間常數(shù)為 ，曲線如圖 所示 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 24 圖 系統(tǒng) PID 控制時的單位階躍響應(yīng)曲線 分析 由圖 、圖 、和圖 對比看出， P 控制和 PI 控制的階躍響應(yīng)上升速度基本相同，由于這兩種控制的比例系數(shù) 不同，因此系統(tǒng)穩(wěn)定的輸出值不同。 PI 控制的超調(diào)亮比 P 控制的要小， PID 控制比 P 控制和 PI 控制的響應(yīng)速度快，但是超調(diào)量要大些。 串級控制系統(tǒng)仿真 對象為： 錯誤 !未找到引用源。 01 1() 30 1Gs s? ? () 02 32 1() 1 0 2 1 1 2 1Gs s s s? ? ? ? () 1003() sG s e?? () 參數(shù)選?。? PID C1： P=3 PID C2： P=18 simulink 模型 （ 1）一次擾動，延遲位于主回路 系統(tǒng) simulink 模型為： 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 25 圖 傳輸延遲位于主回路的 Simulink 仿真框圖 當(dāng) Kc1=3， Tic1=30， Kc2=10 時，系統(tǒng)階躍響應(yīng)如圖 所示 圖 一次擾動延遲位于主回路系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線圖 （ 2）二次擾動，延遲位于主回路系統(tǒng) simulink 模型為： 圖 二次擾動延遲位于主回路 simulink 模型 當(dāng) Kc1=3， Tc1=30， Kc2=10 時，加上二次階躍擾動，此時系統(tǒng)的輸出曲線如圖 所示。 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 26 圖 系統(tǒng)二次階躍擾動二次擾動延遲位于主回路響應(yīng)曲線圖 （ 3）一次擾動，延遲位于副回路系統(tǒng) simulink 模型為： 圖 二次擾動傳輸延遲位于副回路中的 Simulink 仿真框圖 （ 4）二次擾動，延遲位于副回路 當(dāng) Kc1=3， Tc1=0， Kc2= 時，系統(tǒng)階躍響應(yīng)如圖 所示 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 27 圖 一次擾動傳輸延遲位于副回路中的系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線圖 當(dāng) Kc1=3， Tc1=0， Kc2= 時，加上二次階躍擾動，此時系統(tǒng)的輸出曲線如圖 所示 圖 系統(tǒng)二次擾動傳輸延遲位于副回路中階躍響應(yīng)曲線圖 分析 對比延遲位于主回路中時系統(tǒng)對二次擾動的響應(yīng)曲線圖，以及延遲位于副回路中時系統(tǒng)對二次擾動的響應(yīng)曲線圖，可以明顯地看出，延遲位于主回路時，通過串級控制可以很好地消除其影響。 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 28 前饋反饋控制系統(tǒng)仿真 對象為： 干擾通道傳遞函數(shù)為： d1 5s+1( ) 81Gs s? ? ? ?、 102 5() 81 sdG s es ?? ?錯誤 !未找到引用源。 () 系統(tǒng)被控部分傳遞函數(shù)： 1001 2() 51 sG s es ?? ? 錯誤 !未找到引用源。 () 給定部分傳遞函數(shù)為： 1002 3() 10 1 sG s es ?? ? () 參數(shù)選?。? PID： P=， I= 控制通道 1： Tran fun模塊： Disturb 模塊： Forth 模塊： 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 29 圖 各模塊封裝圖 simulink 模型 圖 前饋反饋控制系統(tǒng) simulink模型 當(dāng) Kd=， Td1=5， Td2=8。若系統(tǒng)采用 PID控制，則系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 。 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 30 圖 系統(tǒng)前饋 反饋復(fù)合控制 Simulink仿真結(jié)果 最上方曲線為系統(tǒng)輸出波形，中間曲線為干擾波形，下方曲線為規(guī)范隨機(jī)干擾波形。 分析 前饋 反饋復(fù)合控制系統(tǒng)利用 前饋抑制對系統(tǒng)影響較大的干擾，利用反饋控制抑制其他干擾及前饋所留下的部分干擾。 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 31 結(jié)論 通過將單回路、串級、前饋 反饋應(yīng)用于回路中，通過使用 matlab 軟件的 simulink 進(jìn)行仿真，通過對仿真曲線的分析，驗(yàn)證了各控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下： 單回路控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是簡單而有效，適合用于被控對象滯后時間較小，負(fù)載和干擾不大，控制質(zhì)量要求不高的場合。 串級控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是： (1)串級控制的副回路具有快速控制作用，它能有效地克服進(jìn)入?；芈返臄_動的影響。 (2)串級控制具有一定的 “魯棒性 ”，也即增強(qiáng)了能自動地克 服副回路對象增益或調(diào)節(jié)閥特性的非線性對控制性能的影響。 (3)改善了對象的動態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率。在相同的衰減比下，主調(diào)節(jié)器的增益可顯著加； 串級適用于有干擾且干擾不可測或者無法獲得干擾與被控變量之間的模型時。 前饋 反饋控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是： (1)減小了干擾的影響，提高了響應(yīng)速度，大大提高了系統(tǒng)的性能。 (2)實(shí)現(xiàn)換熱器溫度的自動控制，具有較高的智能水平。 (3)控制精度高、魯棒性好、適應(yīng)能力強(qiáng)，控制效果明顯，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、減輕工人勞動強(qiáng)度等都有明顯的收效。 前饋 反饋適用 于干擾較大且可測不可控的情況。 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 32 致謝 通過這三個月來的忙碌和學(xué)習(xí)，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已接近尾聲，作為一個大專生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，在這里衷心感謝指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們的支持，讓我按時完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在畢業(yè)論文設(shè)計(jì)過程中，我遇到了許許多多的困難。在此我要感謝我的指導(dǎo)老師王宏宇老師給我悉心的幫助和對我耐心而細(xì)致的指導(dǎo)，我的畢業(yè)論文較為復(fù)雜煩瑣，但是王老師仍然細(xì)心地糾正圖中的錯誤。她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué) 習(xí)和工作，我才得以解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的種種問題。 在這次課程設(shè)計(jì)中我覺得最重要的就是要有自學(xué)能力，因?yàn)檫@次課程設(shè)計(jì)中有部分知識我們之前還沒有接觸過，所以自己必須學(xué)會查找相關(guān)資料來閱讀了解，另外就是在遇到實(shí)際問題的時候，要認(rèn)真思考，運(yùn)用所學(xué)的知識，一步一步的去探索，是完全可以解決遇到的一般問題的。而這次設(shè)計(jì)過程中，我一開始走了很多彎路，這也是自己的知識不夠扎實(shí)的原因。不過經(jīng)自己的幾天努力，最后還是做出來。 經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)，讓我深深的感受到理論聯(lián)系實(shí)踐的重要性，平時在學(xué)習(xí)中不能夠透徹理解的知識，通過動手， 會有很好的認(rèn)知。本次課程設(shè)計(jì)雖然不長，但是它給我們帶來很多收獲。它使我們意識到自己的操作能力的不足，在理論上還存在很多缺陷。所以在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會更加努力地加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)，在努力學(xué)好專業(yè)知識的同時努力加強(qiáng)自己的專業(yè)技能方面的能力，使自己的知識在實(shí)踐中不斷增長，在實(shí)踐中鍛煉自己，培養(yǎng)自己各個方面的能力，不斷提高自己。 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 33 參考文獻(xiàn) [1] 胡壽松 .自動控制原理 [M].北京：科學(xué)出版社， [2] 黃德先，王京春，金以慧 .過程控制系統(tǒng) .第一版 .北京 :清華大學(xué)出版社 , [3] 周澤魁 .控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置 .第一版 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , [4] 張宏建 .自動檢測技術(shù)與裝置 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , [5] 李鐵蒼 .熱力過程自動化 .北京： 中國電力出版社 ， [6] 張井崗 .過程控制與自動化儀表 .北京： 北京大學(xué)出版社 ， [7]王樹青，于玲 .過程控制 .北京： 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 34 任務(wù)： 摘要 前言 目錄 換熱器 MATLAB 致謝 參考文獻(xiàn) 仿真設(shè)計(jì) 圖 系統(tǒng)等幅震蕩曲線 圖 系統(tǒng) P 控制時的單位階躍響應(yīng)曲線 圖 系統(tǒng) PI 控制時的單位階躍響應(yīng)曲線 圖 系統(tǒng) PID 控制時的單位階躍響應(yīng)曲線 圖 一次擾動延遲位于主回路系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線圖 圖 系統(tǒng)二次階躍擾動二次擾動延遲位于主回路響應(yīng)曲線圖 圖 一次擾動傳輸延遲位于副回路中的系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線圖 圖 系統(tǒng)二次擾動傳輸延遲位于副回路中階躍響應(yīng)曲線圖 圖 系統(tǒng)前饋 反饋復(fù)合控制 Simulink 仿真結(jié)果