【正文】 這次畢業(yè)設(shè)計得到了指導老師——尹紹清老師的悉心指導和同學的有力支持，在此一并感謝。這跟以前的單純地學習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。另外，我的畢業(yè)設(shè)計和論文也參考和摘錄了一些文獻資料，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)計中的一些疑惑?？傊井厴I(yè)設(shè)計只是對所學知識的一個簡單應用，還有一些較為復雜和細化的問題有待于解決，因此，這次畢業(yè)設(shè)計是一個鍛煉的開始。在指導老師指導下，本人獨立完成了論文的絕大部分，其中有些摘自參考文獻，在此表示誠摯的謝意。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。167。[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時的比例度和振蕩周期。（2）將副調(diào)節(jié)器比例度設(shè)定為值，積分時間設(shè)定為最大，微分時間設(shè)定為最小。二、按控制線路接通管路。｝第四章 實際控制系統(tǒng)的運行與調(diào)試167。(\\本站點\DI02==1)) ｛\\本站點\自吸泵頻率控制=30+\\本站點\存儲器UKS* 比例系數(shù)KF2。｝if((\\本站點\液位設(shè)定0)amp。}else｛\\本站點\存儲器UKS1=存儲器UKS。\\本站點\存儲器KS =\\本站點\流量。\\本站點\存儲器DUK =比例系數(shù)P1*(\\本站點\存儲器K1－\\本站點\存儲器K)+比例系數(shù)I1 *(\\本站點\液位設(shè)定－\\本站點\存儲器K)－比例系數(shù)D1*(\\本站點\存儲器K－2*\\本站點\存儲器K1+\\本站點\存儲器K2)。\\本站點\存儲器DUK=0。\\本站點\存儲器K =\\本站點\液位。二、采用組態(tài)軟件編寫控制規(guī)律的算法程序 K—當前液位值；K1—前一個采樣周期的液位值；K2—前兩個采樣周期液位值。由于式()和式()表示的控制算法提供了執(zhí)行機構(gòu)的位置，如閥門的開度，所以被稱為位置式PID控制算式。RiUiUO[1]：CF ()RiUiUO[1]：RF ()CDUiRDUO[1]： ()[1]其運算規(guī)律為： () 差分方程與編程一、控制規(guī)律的差分方程在模擬控制系統(tǒng)中，PID控制算法的表達式為 ()由于計算機控制系統(tǒng)是一種采樣控制系統(tǒng)，它只能根據(jù)采樣時刻的偏差值計算控制量，因此，必須將PID調(diào)節(jié)器離散化，用差分方程來代替連續(xù)系統(tǒng)的微分方程。在P1=200，I1=，D1=400，P2=。[num3,den3]=series(num1,den1,num2,den2)。num1=[*P2*D1,*P2*P1,*P2*I1]。根據(jù)以上分析，加入控制規(guī)律后系統(tǒng)框圖如下所示： 由MATLAB仿真軟件選擇控制規(guī)律的參數(shù)一、仿真程序編制P1=200。有時，對象控制通道容量滯后比較大（像溫度對象和成分對象等），為了克服容量滯后，選用比例積分微分三作用的調(diào)節(jié)器作為主調(diào)節(jié)器。 選擇適合本系統(tǒng)的控制規(guī)律一般來說，對于串級控制系統(tǒng)，主變量不允許有余差。但是經(jīng)過相當長時間以后，被調(diào)量偏差卻可以積累到相當大的數(shù)字而得不到校正。四、微分調(diào)節(jié)的特點比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)都是根據(jù)當時偏差的方向和大小進行調(diào)節(jié)的，而不管那時被控對象中流入量與流出量之間有多大的不平衡，而這個不平衡正決定著此后被調(diào)量將如何變化的趨勢。還可以注意到，當t=TI時，輸出的積分部分正好等于比例部分。它是由比例動作和積分動作兩部分組成的。被調(diào)量最后都沒有余差，這是I調(diào)節(jié)的特點。采用I調(diào)節(jié)時，控制系統(tǒng)的開環(huán)增益與積分速度KI成正比。相角滯后。I調(diào)節(jié)的另一特點是它的穩(wěn)定作用比P調(diào)節(jié)差。I調(diào)節(jié)的特點是無差調(diào)節(jié)，與P調(diào)節(jié)的有差調(diào)節(jié)形成鮮明對比。減小就加大了調(diào)節(jié)閥的動作幅度，引起被調(diào)量來回波動，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，余差相應減小。然而，減小比例帶就等于加大調(diào)節(jié)系統(tǒng)的開環(huán)增益，其后果是導致系統(tǒng)激烈振蕩甚至不穩(wěn)定。在過程控制中習慣用比例增益的倒數(shù)表示調(diào)節(jié)器輸入與輸出之間的比例關(guān)系： （）其中稱為比例帶。g=tf(num,den)。 不加校正裝置的控制系統(tǒng)的性能分析 基本控制系統(tǒng)的方框圖液位調(diào)節(jié)器流量調(diào)節(jié)器執(zhí)行機構(gòu)流量對象液位對象流量變送器液位變送器 未加校正裝置的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖系統(tǒng)未加校正，即未加入控制規(guī)律時， 中、的傳遞函數(shù)均為1，此時它們都不起控制作用。(5)做完一次實驗后，放掉水箱里的水使液位回復到初始零位置，再做第二次實驗。其余閥門關(guān)閉。Q/Qmax(%)l/L(%) 測試廣義對象的響應曲線并辨識其傳遞函數(shù)一、廣義對象示意圖液位廣義對象由水箱液位、變頻器、提升泵、差壓液位傳感器和變送器組成。一、提升泵提升泵為交流異步電動機構(gòu)成。在液位檢測中最常用的就是靜壓式和浮力式測量方法，但必須在容器上開孔安裝引壓管或在介質(zhì)中插入浮筒，因此在介質(zhì)為高粘度或者易燃易爆場合不能使用這種方法。當要檢查儀表時，將開關(guān)S按下，使電容C2接入橋臂。，交流電橋由AB、BC、CD、DA四個橋臂組成，高頻電源E經(jīng)電感LL4耦合到LL3，與CC2組成的電橋。在實際應用中，電極的尺寸、形狀已定，介電系數(shù)是基本不變的。壓力計與容器的底部相連，根據(jù)壓力計指示的壓力大小，即可知道液位的高度，其關(guān)系為 ()式()中，H是液位的高度；是液體重度；是容器內(nèi)取壓平面上的靜壓力。當液位變化時，浮標隨著浮動，通過指針便可直接指示出液位高度。缺點:(1)不能測量電導率很低的液體,如石油制品；(2)不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體；(3)不能用于較高溫度。電磁流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應定律設(shè)計的，在測量管軸線和磁場磁力線相互垂直的管壁上安裝一對檢測電極，當導電液體沿測量管在交變磁場中。渦輪流量計的實用流量方程為 () () 式中、—分別為體積流量，m3/s，質(zhì)量流量，kg/s；f—流量計輸出信號的頻率Hz；K—流量計的儀表系數(shù)，P/m3。在一定的流量范圍和流體粘度下，渦輪的轉(zhuǎn)速和流速成正比。磁電感應轉(zhuǎn)換器由線圈和磁鐵組成，用以將葉輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成相應的電信號。 渦輪流量計由渦輪流量變送器和顯示儀表組成。這樣繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當橢圓齒輪流量計轉(zhuǎn)動一周時，就有四個半月牙形容積內(nèi)的流體被排出去。當流體自左向右流過時，由于摩擦力存在，因此有壓力損失，使進口流體壓力大于出口流體壓力，橢圓齒輪在此壓力差作用下產(chǎn)生力矩而轉(zhuǎn)動。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分,根據(jù)測量室逐次重復地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。對一般介質(zhì)，當溫度和壓力改變時，流體的粘度變化不大，故可通過下式對流體的體積流量進行修正： ()式中：：被測介質(zhì)實際流量，單位m3/s；：用水標定時的刻度流量，單位m3/s；：轉(zhuǎn)子材料的密度，單位kg/m3；：被測流體的密度，單位kg/m3；：標定條件下（20℃）水的密度，單位kg/m3。 （2）浮子流量計浮子流量計,又稱轉(zhuǎn)子流量計,是變面積式流量計的一種, 它主要由兩個部分組成，一個是由下往上逐漸擴大的錐形管；另一個是錐形管內(nèi)的可自由運動的轉(zhuǎn)子。而對于蒸汽或氣體，也有類似的關(guān)系。，理論分析與實驗表明，孔板兩側(cè)的壓力差，即ΔP=P1P2與質(zhì)量流量M之間有如下關(guān)系： ()其中 ()式()表明，流量M與差壓ΔP的平方根成正比。二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器及流量顯示儀表。流量測量方法和儀表的種類繁多,分類方法也很多。一、流量檢測轉(zhuǎn)換元件在工程上，流量是指單位時間內(nèi)通過管道某一截面的物料數(shù)量，其常用的計量單位有以下三種：1）體積流量Q 單位時間內(nèi)通過某一截面的物料體積，用立方米每小時（m3/h）,升每小時（l/h）等單位表示。在過程控制中，描述各種動態(tài)環(huán)節(jié)的動態(tài)特性最常用的方式是階躍響應，這意味著在擾動發(fā)生以前，該環(huán)節(jié)原處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，對于上述水箱來說，在起始的穩(wěn)定平衡狀態(tài)下，平衡方程（）變?yōu)? （）上式說明在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下，因入口流量必然等于出口流量，故水位變化速度為零。顯然，在任何時刻水位的變化均滿足下述物料平衡方程： （）其中 （） （） F為水箱的橫截面積；是決定于閥門特性的系數(shù)，可以假定它是常數(shù)；是與電磁閥開度有關(guān)的系數(shù)，在固定不變的開度下，k可視為常數(shù)。 本控制系統(tǒng)的總體方框圖及工作過