【正文】 圖613 K=16達(dá)穩(wěn)定時(shí)間太長，不合理。 能快速響應(yīng)，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間短，余差小， 調(diào)量也小，比較合理。圖614 K=25超調(diào)量太大，不合理。故選k=16合理。參數(shù)i的調(diào)節(jié)。 圖615 I= 圖616 I=超調(diào)量大，達(dá)穩(wěn)定時(shí)間長，不合理。 比較合理。圖617 I=響應(yīng)速度慢，不合理。由上圖知，選i=。參數(shù)d的調(diào)節(jié)： 圖618 D=100 圖619 D=10不合理。 比較合理。圖620 D=1比較合理。由圖可以看出d=10或1,區(qū)別不大，這兒選d=10.要求：寫出調(diào)試控制器參數(shù)的具體步驟。在PID參數(shù)調(diào)試過程中，記錄10組以上的控制系統(tǒng)過渡過程（過渡過程曲線，控制質(zhì)量指標(biāo)）來說明你的調(diào)試過程，并說明你做參數(shù)進(jìn)一步調(diào)整的原因。?在設(shè)定值發(fā)生階躍變化（設(shè)定值階躍增大及設(shè)定值階躍減?。r(shí)，觀察并記錄控制系統(tǒng)的過渡過程（過渡過程曲線，控制質(zhì)量指標(biāo)）。 圖621 設(shè)定值階躍增大時(shí) 圖622 設(shè)定值階躍減小時(shí)?打開旁路干擾閥（較大幅值的階躍擾動(dòng)），記錄與其對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)過渡過程（過渡過程曲線，控制質(zhì)量指標(biāo)）；并和（1）中?的控制質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，分析并說明控制質(zhì)量變化的原因。圖623 較大幅值的階躍擾動(dòng)r=1時(shí)?打開副回路進(jìn)水閥（較大幅值的階躍擾動(dòng)），記錄與其對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)過渡過程（過渡過程曲線，控制質(zhì)量指標(biāo)）；并和（1）中?的控制質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，分析并說明控制質(zhì)量變化的原因。圖624 較大幅值的階躍擾動(dòng)r=10時(shí)思考：串級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)于副回路進(jìn)水的頻繁劇烈變化具有一定的抑制作用，還有什么方法可以更好的抑制該擾動(dòng)對(duì)水箱液位的影響，使得控制質(zhì)量能夠進(jìn)一步提高?？蛇x用前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)。前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)能迅速有效地補(bǔ)償擾動(dòng)對(duì)整個(gè)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(dòng)對(duì)系統(tǒng)輸出的影響。若選用前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)，前提是擾動(dòng)參量是可量測和可控制的。可以在副回路擾動(dòng)前加一個(gè)前饋補(bǔ)償器，通過模型計(jì)算，求得該補(bǔ)償器的傳遞函數(shù)，進(jìn)而消除副回路擾動(dòng)的干擾。 （提示：和水箱（上）液位的單回路控制系統(tǒng)組成一個(gè)前饋反饋復(fù)合控制系統(tǒng)）?畫出此前饋反饋復(fù)合控制系統(tǒng)的控制原理圖及方框圖，詳細(xì)說明控制系統(tǒng)方框圖中的各部分環(huán)節(jié)所對(duì)應(yīng)的物理意義；說明該控制系統(tǒng)的控制依據(jù)和控制功能；分析該控制系統(tǒng)和液位單回路控制系統(tǒng)相比有哪些變化，這些變化會(huì)使得該系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢。圖7—2 副回路進(jìn)水流量前饋控制系統(tǒng)方框圖圖73 副回路進(jìn)水流量的前饋控制仿真圖前饋控制系統(tǒng)與單回路控制系統(tǒng)的主要差別在于產(chǎn)生控制作用的依據(jù)不同。前饋控制系統(tǒng)檢測的信號(hào)是干擾，按干擾的大小和方向產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用。而反饋控制系統(tǒng)檢測的信號(hào)是被控量，按照被控量與設(shè)定值的偏差大小和方向產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用。反饋控制系統(tǒng)的控制規(guī)律通常為P、PI、PD、PID等典型規(guī)律，而前饋控制器的控制規(guī)律取決于被控對(duì)象的特性，有時(shí)控制規(guī)律比較復(fù)雜。由于前饋控制系統(tǒng)產(chǎn)生控制作用的依據(jù)是干擾信號(hào)，因此前饋控制作用及時(shí)，不必等到被控量出現(xiàn)偏差就產(chǎn)生了控制作用，在理論上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾的完全補(bǔ)償，使被控量保持在設(shè)定值上。而單回路控制系統(tǒng)必須在被控量出現(xiàn)偏差之后，控制器才對(duì)操縱量進(jìn)行調(diào)節(jié)以克服干擾的影響，控制作用不及時(shí)，理論上不可能使被控量始終保持在設(shè)定值。并且，前饋控制是開環(huán)控制系統(tǒng)，不存在穩(wěn)定性問題，而單回路控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制，必須考慮它的穩(wěn)定性問題，而穩(wěn)定性與控制精度又是互相矛盾的，因而限制了控制精度的進(jìn)一步提高。?試求解前饋控制器的模型。從前饋控制系統(tǒng)方框圖中，可以得到如下關(guān)系 （） （）根據(jù)不變性原理，應(yīng)有，從而可知，前饋模型為 （）其中，為進(jìn)水流量與上水箱液位關(guān)系模型，為副回路流量與上水箱液位關(guān)系模型。帶入前面求得的數(shù)學(xué)模型后，即可得到副回路流量的前饋控制器傳遞函數(shù) （）?采用簡化模型代替前饋控制器，利用Matlab仿真軟件調(diào)節(jié)前饋控制器參數(shù)，使得副回路進(jìn)水流量發(fā)生劇烈變化時(shí)，控制系統(tǒng)達(dá)到滿意的控制質(zhì)量。寫出前饋控制器參數(shù)的調(diào)試步驟，記錄與其對(duì)應(yīng)的6組以上的控制系統(tǒng)過渡過程（包括：過渡過程曲線，控制質(zhì)量指標(biāo)），充分反映你的參數(shù)調(diào)試過程。反饋無前饋條件下給擾動(dòng)的圖形： 加前饋情況下的圖形： 圖74 K=20，i=，d=1 圖75 K=20，i=，d=1 圖76欠補(bǔ)償 圖77 過補(bǔ)償 一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆?，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義。我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過這次水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我在多方面都有所提高。通過這次水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了自動(dòng)控制原理和過程控制系統(tǒng)及儀表等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和步驟，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在課程設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，我也發(fā)現(xiàn)了自己所應(yīng)該改進(jìn)或是較為缺乏的部分，其一是分析問題的能力：可能是自己學(xué)習(xí)的不夠扎實(shí)，實(shí)習(xí)中碰到了不少釘子，遇到問題時(shí)頭腦很茫然；二是解決問題的成熟度：這也許是個(gè)性使然，再加上缺少經(jīng)驗(yàn)的累積和歷練，所以在處理設(shè)計(jì)中的問題時(shí)，容易慌慌張張．這次設(shè)計(jì)也讓我再次體會(huì)到書本上學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用起來是兩個(gè)完全不同的概念，所以在現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)中，我們主要是應(yīng)該去學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識(shí)，學(xué)習(xí)掌握分析問題和解決問題的能力。在以后的工作中，把理論和實(shí)際相結(jié)合，努力實(shí)現(xiàn)大學(xué)所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)。所以說，這次課程設(shè)計(jì)也是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一個(gè)初審吧！對(duì)于我以后學(xué)習(xí)也真是受益菲淺。 在此感謝我們的王姝老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)中的榜樣；老師不厭其煩的給我們答疑和給予指導(dǎo)。同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。