【正文】 1臺(tái)2．編程器 1臺(tái)3．恒流源 1臺(tái)4．秒表 1塊5．連接導(dǎo)線 若干6．實(shí)驗(yàn)架 1個(gè)四、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下：一個(gè)給定的簡(jiǎn)單流量控制系統(tǒng)：采用基本PID控制，被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為： K1為對(duì)象的放大倍數(shù)， T為對(duì)象的時(shí)間常數(shù)，可設(shè)置為5秒要求系統(tǒng)能進(jìn)行外部串級(jí)設(shè)定。實(shí)驗(yàn)接線如圖81所示。利用仿真程序編寫出模擬一個(gè)實(shí)際對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)外部的硬件連接與主程序構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，以便進(jìn)行運(yùn)行測(cè)試。通過(guò)運(yùn)行測(cè)試檢查所編程序是否完整合理，是否需要修改，同時(shí)，通過(guò)閉環(huán)試運(yùn)行確定出最佳整定參數(shù)。主程序與仿真程序的連接如圖82所示。虛線為SLPC外部的硬件連線。 圖81 SLPC可編程調(diào)節(jié)器閉環(huán)連接圖 圖82 SLPC主程序與仿真程序的連線圖五、注意事項(xiàng)1．接線完成后需經(jīng)過(guò)檢查才能通電，儀器的通電順序嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，斷電也是如此。2．儀器接線時(shí)要斷電進(jìn)行。六、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明及操作步驟1．由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員講解本實(shí)驗(yàn)的基本要求、操作和注意事項(xiàng)。2．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)把要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)好程序并接受檢查。3．實(shí)驗(yàn)開始（1）按圖接線，并把編程器連接到SLPC調(diào)節(jié)器上，編程器上的開關(guān)置于“PROGRAM”位置，經(jīng)檢查無(wú)誤后接通電源，通電順序?yàn)椋合冉油ň幊唐?，再接通SLPC調(diào)節(jié)器。斷電順序相反。（2）對(duì)編程器進(jìn)行初始化，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容鍵入主程序，然后鍵入仿真程序，并在編程器上設(shè)定參數(shù)K01=，并確認(rèn)。按運(yùn)行鍵系統(tǒng)投入運(yùn)行。（3）在SLPC側(cè)面板上需要設(shè)定的參數(shù)有：①正／反作用開關(guān)（ACTION）置于“反”。②MODE2鍵為1（按住按鍵1秒以上的時(shí)間） ③P01=5%④PID的控制參數(shù)：比例度PB、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD，三個(gè)參數(shù)的初始值可以任意設(shè)定，最終選擇一組最佳的參數(shù)。操作過(guò)程如下：c． 將SLPC的工作方式無(wú)擾動(dòng)切換到串級(jí)C方式，調(diào)節(jié)電位器W2使X2為3V或SLPC調(diào)節(jié)器側(cè)面板顯示50%。此時(shí)測(cè)量針應(yīng)隨之變化，迅速跟蹤給定針，直到最終測(cè)量值等于給定值。如果不發(fā)生此事，說(shuō)明程序或參數(shù)設(shè)定有問題，應(yīng)進(jìn)行檢查。d． 在系統(tǒng)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)電位器W2迅速加入一個(gè)177。10%偏差信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)秒表，觀察測(cè)量針跟蹤給定針的情況，待系統(tǒng)重新穩(wěn)定后，停止記時(shí)。記錄下過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間。e． 重新設(shè)置比例度PB、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD，重復(fù)上述過(guò)程。一般情況下，過(guò)渡過(guò)程曲線來(lái)回波動(dòng)3次，或超調(diào)量最小，過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間最短，則認(rèn)為整定參數(shù)最佳。上述過(guò)程可以重復(fù)多次，直到你認(rèn)為已整定出最佳的參數(shù)為止。選擇其中三組參數(shù)填入表1。表1PB（%）TI（秒）TD（秒）過(guò)渡時(shí)間（秒）七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．用專門的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙進(jìn)行。2．要求有實(shí)驗(yàn)題目、目錄、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)設(shè)備及連接圖、自己做實(shí)驗(yàn)的步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。3．寫出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的主程序與仿真程序，畫出系統(tǒng)功能框圖，完成思考題，最后寫出本次實(shí)驗(yàn)的體會(huì)。八、思考題1．SLPC調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)試運(yùn)行有何實(shí)際意義？2．如果過(guò)渡過(guò)程曲線出現(xiàn)超調(diào)量過(guò)大，應(yīng)如何調(diào)整控制參數(shù)？ 3．如果SLPC調(diào)節(jié)器的給定為“內(nèi)給定”，工作方式應(yīng)作何調(diào)整？程序又有什么變化？4．如果PF燈的狀態(tài)完全與PF鍵狀態(tài)相同，程序又該如何編寫？ 實(shí)驗(yàn)八 執(zhí)行器的調(diào)校一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．進(jìn)一步了解氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器的整體結(jié)構(gòu)及各種部件的作用。2．掌握氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器的起點(diǎn)及終點(diǎn)調(diào)整、精度測(cè)試方法。 二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1．測(cè)試氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器的起點(diǎn)、終點(diǎn)偏差、全行程偏差、非線性偏差及靈敏度。2．按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行執(zhí)行器的起點(diǎn)、終點(diǎn)調(diào)整。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1．氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器 1臺(tái)2．校驗(yàn)臺(tái) 1套3．百分表 1個(gè) 四、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)接線如圖81所示。 圖81 氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器校驗(yàn)接線圖 執(zhí)行器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中如同人的手腳。氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器是根據(jù)輸入壓力信號(hào)的大小使調(diào)節(jié)閥的開度發(fā)生變化，一定的輸入壓力，調(diào)節(jié)閥就有一一對(duì)應(yīng)的開度，即：調(diào)節(jié)閥的開度與輸入壓力信號(hào)的大小呈比例變化。五、注意事項(xiàng)1．進(jìn)行起點(diǎn)、終點(diǎn)偏差調(diào)整時(shí)，不能急于求成，須經(jīng)多次嘗試。2．起點(diǎn)、終點(diǎn)偏差調(diào)整時(shí)，必須使用專門的調(diào)整工具，不能用錯(cuò)。六、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明及操作步驟1．由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員講解本實(shí)驗(yàn)的基本要求、操作和注意事項(xiàng)。2．實(shí)驗(yàn)開始，按圖接線（1）起點(diǎn)、終點(diǎn)偏差測(cè)試輸入壓力信號(hào)在20～100KPa變化時(shí)，閥桿應(yīng)作全行程移動(dòng)，當(dāng)輸入壓力信號(hào)分別為20KPa或100KPa時(shí)，起點(diǎn)、終點(diǎn)偏差應(yīng)≤%，否則應(yīng)按照步驟（6）進(jìn)行調(diào)整。（2）全行程偏差測(cè)試 對(duì)于氣關(guān)式執(zhí)行器，當(dāng)輸入壓力信號(hào)為120KPa時(shí)，調(diào)節(jié)閥的開度應(yīng)全關(guān)，其全行程偏差應(yīng)≤%。（3）非線性偏差 將整個(gè)輸入壓力信號(hào)范圍分為四等分，按0%、25%、50%、75%、100﹪逐點(diǎn)輸入相應(yīng)的信號(hào)，在閥桿升降過(guò)程中，逐個(gè)記錄下每次增加壓力信號(hào)執(zhí)行器對(duì)應(yīng)的開度位移，將實(shí)際壓力位移關(guān)系與理論關(guān)系進(jìn)行比較，非線性偏差應(yīng)≤4%。（4）正行程和反行程變差按步驟（3）進(jìn)行，信號(hào)輸入時(shí)要注意上行程和下行程，不能搞錯(cuò)。變差應(yīng)≤%。（5）靈敏度分別在60、90KPa所對(duì)應(yīng)的位置處增加或減少壓力信號(hào)，所需要的壓力變化量，其最大變化量≤%。（6）起點(diǎn)、終點(diǎn)偏差的調(diào)整①起點(diǎn)偏差的調(diào)整當(dāng)輸入壓力信號(hào)大于20KPa，閥桿仍未發(fā)生移動(dòng)，說(shuō)明執(zhí)行器的平衡彈簧過(guò)緊，應(yīng)反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)件，以放松平衡彈簧的初始應(yīng)力。反之，當(dāng)輸入壓力信號(hào)＜20KPa，閥桿即發(fā)生移動(dòng)，則說(shuō)明執(zhí)行器的平衡彈簧的預(yù)緊力過(guò)小，應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)件，使彈簧的預(yù)緊力增加，反復(fù)調(diào)整直至合格為止。②終點(diǎn)偏差的調(diào)整 如果輸入壓力信號(hào)＜100KPa，閥桿就不再隨信號(hào)的增加而移動(dòng)，說(shuō)明執(zhí)行器的閥桿及其連接件太長(zhǎng)，可通過(guò)調(diào)整閥桿與連桿的連接螺母以縮短其長(zhǎng)度；如果輸入壓力信號(hào)=100KPa時(shí)，再增加壓力信號(hào)閥桿仍繼續(xù)移動(dòng)且超過(guò)允許誤差，說(shuō)明執(zhí)行器的閥桿及其連接件過(guò)短，應(yīng)調(diào)整連接螺母以增加其長(zhǎng)度，反復(fù)調(diào)整直至合格為止。3．?dāng)?shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸入壓力（KPa）輸出位移（mm）上行輸出位移（mm）上行誤差（mm）下行輸出位移（mm）下行誤差（mm）基本誤差（﹪）非線性誤差（﹪）變差（﹪）結(jié)論七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．用專門的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙進(jìn)行。2．要求有實(shí)驗(yàn)題目、目錄、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)設(shè)備及連接圖、自己做實(shí)驗(yàn)的步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。3．計(jì)算各誤差、確定執(zhí)行器的精度等級(jí)，并判斷所校驗(yàn)的儀器是否合格，要有結(jié)論，完成思考題，最后寫出本次實(shí)驗(yàn)的體會(huì)。八、思考題1．氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器的輸入輸出關(guān)系可以看作線性，忽略了哪些因素？2．如果氣動(dòng)薄膜執(zhí)行器的非線性偏差超差嚴(yán)重，可以通過(guò)什么途徑改善？