【正文】 ，即 ()或 ()為了編程方便，可將上式()整理成如下形式 ()其中，；；。二、采用組態(tài)軟件編寫控制規(guī)律的算法程序 K—當(dāng)前液位值；K1—前一個(gè)采樣周期的液位值；K2—前兩個(gè)采樣周期液位值。DIO2—實(shí)驗(yàn)裝置啟動(dòng)開關(guān)狀態(tài)；UK—主調(diào)節(jié)器當(dāng)前輸出值；UK1—主調(diào)節(jié)器前一個(gè)采樣周期輸出值；UK2—主調(diào)節(jié)器前兩個(gè)采樣周期輸出值；DUK—主調(diào)節(jié)器輸出增量；KS—當(dāng)前流量值；KS1—前一個(gè)采樣周期的流量值；KS2—前兩個(gè)采樣周期的流量值；UKS—副調(diào)節(jié)器當(dāng)前輸出值；UKS1—副調(diào)節(jié)器前一個(gè)采樣周期輸出值；UKS1—副調(diào)節(jié)器前兩個(gè)采樣周期輸出值。程序如下：\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K2=\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K1。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K1=\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K =\\本站點(diǎn)\液位。if(\\本站點(diǎn)\DI02==0){\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK=0。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK1=0。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK2=0。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器DUK=0。}else{\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK2=存儲(chǔ)器UK1。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK1=存儲(chǔ)器UK。}//if(\\本站點(diǎn)\液位設(shè)定==\\本站點(diǎn)\液位)// ｛\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK1=0。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器DUK =比例系數(shù)P1*(\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K1－\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K)+比例系數(shù)I1 *(\\本站點(diǎn)\液位設(shè)定－\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K)－比例系數(shù)D1*(\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K－2*\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K1+\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器K2)。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK =(\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器DUK+\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK1)*比例系數(shù)KF1。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS2=\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS1。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS1=\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS =\\本站點(diǎn)\流量。｝if(\\本站點(diǎn)\DI02==0){\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UKS=0。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UKS1=0。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器DUKS=0。}else｛\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UKS1=存儲(chǔ)器UKS。｝//if(\\本站點(diǎn)\液位設(shè)定==\\本站點(diǎn)\液位)//｛\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UKS1=0。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器DUKS =比例系數(shù)P2*((\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK－\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS)－(\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK1－\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS1))+比例系數(shù)I2 *( \\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK－\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS)－比例系數(shù)D2*((\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK－\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS)－2*(\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK1－\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS1)+(\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UK2－\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器KS2))。\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UKS =\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器DUKS+\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UKS1。｝if((\\本站點(diǎn)\液位設(shè)定0)amp。amp。(\\本站點(diǎn)\試驗(yàn)選擇一==1)amp。amp。(\\本站點(diǎn)\DI02==1)) ｛\\本站點(diǎn)\自吸泵頻率控制=30+\\本站點(diǎn)\存儲(chǔ)器UKS* 比例系數(shù)KF2。｝if(\\本站點(diǎn)\自吸泵頻率控制=10)｛\\本站點(diǎn)\自吸泵頻率控制=10。｝if(\\本站點(diǎn)\DI02==1)｛\\本站點(diǎn)\DO02=1。｝else｛\\本站點(diǎn)\DO02=0。｝第四章 實(shí)際控制系統(tǒng)的運(yùn)行與調(diào)試167。 實(shí)際控制系統(tǒng)組成的動(dòng)態(tài)運(yùn)行圖自吸泵儲(chǔ) 水 箱水箱液位流量測量變送器計(jì)算機(jī)(組態(tài)控制軟件)流量測量變送器變頻器167。 模擬控制線路167。 實(shí)際控制系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試方法 實(shí)際控制系統(tǒng)的投運(yùn)步驟一、打開組態(tài)王畫面，進(jìn)入液位——流量串級控制實(shí)驗(yàn)界面。二、按控制線路接通管路。三、設(shè)定調(diào)節(jié)器參數(shù)及液位給定值。四、打開實(shí)驗(yàn)裝置電源開關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)曲線和數(shù)據(jù)。 實(shí)際控制系統(tǒng)的調(diào)試步驟采用兩步法進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)的調(diào)試整定，具體步驟如下：（1）在主、副環(huán)路閉合的情況下，將主調(diào)節(jié)器比例度設(shè)定為100%，積分時(shí)間設(shè)定為最大，微分時(shí)間設(shè)定為最小，然后按衰減曲線法（）整定副調(diào)節(jié)器，找出副變量出現(xiàn)4：1振蕩過程時(shí)的比例度及振蕩周期。（2）將副調(diào)節(jié)器比例度設(shè)定為值，積分時(shí)間設(shè)定為最大，微分時(shí)間設(shè)定為最小。用衰減曲線法整定主調(diào)節(jié)器的比例度及振蕩周期。（3）依據(jù)所得到的、值，結(jié)合主、副調(diào)節(jié)器的選型，按前面單回路系統(tǒng)整定時(shí)所給出的公式，可以計(jì)算出主、副調(diào)節(jié)器的參數(shù)。（4）將上述計(jì)算所得調(diào)節(jié)器參數(shù)，按先副環(huán)后主環(huán)、先比例次積分最后微分的順序在主、副調(diào)節(jié)器上設(shè)置好，觀察控制過程曲線，如不夠滿意，可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行一些微小的調(diào)整。[1]調(diào)節(jié)器類型調(diào)節(jié)器參數(shù)P——PI—PID表中、分別是衰減比為4：1時(shí)的比例度和振蕩周期。 調(diào)試結(jié)果參數(shù)記錄，, 調(diào)試后質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)給定液位值為300mm。超調(diào)量：；調(diào)節(jié)時(shí)間：（對應(yīng)5%的誤差帶）；穩(wěn)態(tài)誤差：≤│177。2mm│。167。 運(yùn)行調(diào)試中的問題及解決方法運(yùn)行調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)串級控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器參數(shù)整定要比單回路復(fù)雜些，這也因?yàn)閮蓚€(gè)調(diào)節(jié)器之間相互影響，且兩個(gè)調(diào)節(jié)器的任何一個(gè)參數(shù)變化對系統(tǒng)都有影響，但用兩步法進(jìn)行整定還是能有效克服這些問題。 第五章 結(jié)論、討論、建議經(jīng)過認(rèn)真設(shè)計(jì)和反復(fù)地實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期效果。其中穩(wěn)定時(shí)間控制在300s內(nèi)，而超調(diào)量小于1%，穩(wěn)態(tài)誤差則不大于2mm。這也證明串級控制系統(tǒng)具有很好的控制效果，特別是在快速性上具有比單回路控制系統(tǒng)更加顯著的控制能力。它有效地克服了廣義液位對象時(shí)間常數(shù)大（T=）而造成的控制質(zhì)量下降的問題。在實(shí)驗(yàn)過程中也發(fā)現(xiàn)，串級控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器參數(shù)整定要比單回路控制系統(tǒng)更加復(fù)雜，因?yàn)閮蓚€(gè)調(diào)節(jié)器串在一起，在一個(gè)系統(tǒng)中工作，互相之間或多或少有些影響，其中任何一個(gè)調(diào)節(jié)器的任一參數(shù)值發(fā)生變化時(shí)，對整個(gè)串級控制系統(tǒng)都具有影響. 本論文論述了工業(yè)生產(chǎn)過程中最常見的液位—流量串級控制系統(tǒng)，具有較大的實(shí)際意義。在設(shè)計(jì)中綜合應(yīng)用了過程控制技術(shù)、自動(dòng)控制原理、組態(tài)軟件控制技術(shù)、MATLAB仿真方法等相關(guān)知識，其中組態(tài)軟件控制技術(shù)和MATLAB仿真均是自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向。在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下，本人獨(dú)立完成了論文的絕大部分，其中有些摘自參考文獻(xiàn)，在此表示誠摯的謝意。當(dāng)然，本論文只是對串級控制系統(tǒng)比較淺顯的論述。由于設(shè)計(jì)的系統(tǒng)為高階系統(tǒng)，為了避免十分繁瑣的理論分析計(jì)算，采用了仿真軟件來計(jì)算其性能指標(biāo)，但這樣顯然對自動(dòng)控制原理的應(yīng)用就想應(yīng)減少了。另外，由于采用了組態(tài)軟件進(jìn)行控制，在計(jì)算機(jī)編程上也相應(yīng)簡化，未使用其他高級語言的編程方式?？傊?，本畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對所學(xué)知識的一個(gè)簡單應(yīng)用，還有一些較為復(fù)雜和細(xì)化的問題有待于解決，因此，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)鍛煉的開始。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對以前所學(xué)知識的綜合應(yīng)用程度較高，實(shí)踐性較強(qiáng)，難度也比我以前的學(xué)習(xí)任務(wù)大，使我遇到了較大的困難。但我的指導(dǎo)老師——尹紹清老師十分認(rèn)真負(fù)責(zé)，對我所遇到的疑點(diǎn)講解清楚詳細(xì)，使我能夠解決所遇到的問題，并順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。他認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)也是十分值得我學(xué)習(xí)的，在此對他表示誠摯的感謝。另外，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文也參考和摘錄了一些文獻(xiàn)資料，在此對那些作者和前輩表示感謝，是他們所編寫的資料幫我解決了畢業(yè)設(shè)計(jì)中的一些疑惑。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我有著重要的意義，在這期間我不僅鞏固了以前所學(xué)的知識，對本專業(yè)有了更多、更深的了解，而且也培養(yǎng)了克服困難的品質(zhì)，鍛煉了實(shí)踐動(dòng)手的能力，這將是我今后工作學(xué)習(xí)中的一個(gè)良好開端。我要再次感謝那些在學(xué)習(xí)和生活上給予我?guī)椭牧紟熞嬗?。參考文獻(xiàn)[1] 徐兵等，過程控制，機(jī)械工業(yè)出版社，2004[2] 金以慧等，過程控制，清華大學(xué)出版社，1993[3] 薛弘曄等編，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，西安電子科技大學(xué)出版社，2003[4] 王化祥，張淑英，傳感器原理及應(yīng)用，天津大學(xué)出版社，1999[5] 陳隆昌等，控制電機(jī)，西安電子科技大學(xué)出版社，2000[6] 何離慶等，過程控制系統(tǒng)與裝置，重慶大學(xué)出版社，2003[7] 施仁等，自動(dòng)化儀表與過程控制，電子工業(yè)出版社，2003[8] 周雪琴，張洪才，控制工程導(dǎo)論，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2003[9] 胡壽松等，自動(dòng)控制原理，科學(xué)出版社，2001[10] 薛定宇，陳陽泉，基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用，清華大學(xué)出版社，2002畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以說是對以前學(xué)習(xí)的一個(gè)綜合考驗(yàn)，不但涉及到了所學(xué)專業(yè)的多門課程知識，而且還需要將這些知識融匯貫通，并付諸實(shí)踐。這跟以前的單純地學(xué)習(xí)一門理論知識是有很大差別的，也使我遇到了以前沒有遇到過的困難。有些問題是書本上沒有的，這些問題使我不知道從哪里著手；有些在理論上很簡單的問題，在實(shí)踐中卻變得很復(fù)雜，這使我感到難以進(jìn)行下去；而有些問題又似乎是與理論知識有些出入的，這更讓我茫然不知所措。但是，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，通過自身的努力，查閱了許多參考資料，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于克服了種種困難，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，結(jié)果也達(dá)到了預(yù)定的指標(biāo)。在這個(gè)克服困難完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，也使我鞏固了所學(xué)知識，對以前本專業(yè)的理論有了更深的理解，鍛煉了我的實(shí)踐動(dòng)手能力，對以后的工作也很有幫助。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師——尹紹清老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)的有力支持，在此一并感謝。42