課程設(shè)計(jì)水箱液位控制系統(tǒng)畢業(yè)論文(參考版)
2025-07-01 22:37本頁面
【正文】 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)。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。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。我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。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。寫出前饋控制器參數(shù)的調(diào)試步驟，記錄與其對應(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。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。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。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，因此前饋控制作用及時，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)對干擾的完全補(bǔ)償，使被控量保持在設(shè)定值上。而反饋控制系統(tǒng)檢測的信號是被控量，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。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?？梢栽诟被芈窋_動前加一個前饋補(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)而消除副回路擾動的干擾。前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)能迅速有效地補(bǔ)償擾動對整個系統(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對系統(tǒng)輸出的影響。圖624 較大幅值的階躍擾動r=10時思考：串級控制系統(tǒng)對于副回路進(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對水箱液位的影響，使得控制質(zhì)量能夠進(jìn)一步提高。 圖621 設(shè)定值階躍增大時 圖622 設(shè)定值階躍減小時?打開旁路干擾閥（較大幅值的階躍擾動），記錄與其對應(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)行對比，分析并說明控制質(zhì)量變化的原因。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。圖620 D=1比較合理。參數(shù)d的調(diào)節(jié)： 圖618 D=100 圖619 D=10不合理。圖617 I=響應(yīng)速度慢，不合理。 圖615 I= 圖616 I=超調(diào)量大，達(dá)穩(wěn)定時間長，不合理。故選k=16合理。 能快速響應(yīng)，達(dá)到穩(wěn)定時間短，余差小， 調(diào)量也小，比較合理。外環(huán)調(diào)節(jié)：在內(nèi)環(huán)k=500；i=65的條件下調(diào)節(jié)。由放大的圖可以看出，在i=65情況下，比較合理。 圖69 I=65 圖610 I=100能快速達(dá)到穩(wěn)定，余差小，比較合理。參數(shù)i的調(diào)節(jié)： 圖67 I=1 圖68 I=10這是一條略微向上傾斜的曲 穩(wěn)定時間太長，不合理。圖66 K=550有振蕩現(xiàn)象，故不合理。內(nèi)環(huán)調(diào)試：參數(shù)p的調(diào)節(jié)： 圖64 k=400 圖65 k=500后邊有微小振蕩，不合理。（上）液位與進(jìn)水流量的串級控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ?畫出此串級控制系統(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，這些變化會使得該系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢。合理構(gòu)造二次回路，以減小容量滯后對過程的影響，加快響應(yīng)速度?？梢赃x用串級控制系統(tǒng)來消除容量滯后。容量滯后：當(dāng)一個擾動出現(xiàn)后，由于上水箱首先要吸收（或放出）水來改變自身狀態(tài)，然后才能使被調(diào)參數(shù)逐漸變化，這樣被調(diào)參數(shù)開始變化后的時刻就會落后于干擾量出現(xiàn)的時刻，這種滯后是由于上水箱造成的慣性而產(chǎn)生的，故稱為容量滯后。這個在matlab仿真中沒法做。 圖515 K= ；i= ；d=1；R= 圖516 K= ；i= ；d=1；R=圖517 K= ；i= ；d=1；R=由圖可知，該系統(tǒng)具有一定的抗干擾能力。在這兒取d=1。由上面的圖形可知，選i=。 圖510 I= 圖511 I=比較可取。Pi調(diào)節(jié)的i整定： 圖58 I= 圖59 I=振蕩劇烈，不可取，減小i。在總體來說還是可取。 圖56 K= 圖57 k=余差有所減小，響應(yīng)加快 振蕩加劇，超調(diào)量增加。圖53 雙容水箱液位單回路控制系統(tǒng)仿真方框圖 參數(shù)p的整定 圖54 K= 圖55 K=由圖可知，余差太大，故需增大 這次余差減小，響應(yīng)加快，K。圖51 雙容水箱單回路控制系統(tǒng)原理圖PID控制器調(diào)節(jié)閥下水箱液位控制過程液位檢測變送器 上水箱液位控制過程rey擾動1擾動2圖52 雙容水箱單回路控制系統(tǒng)原理圖方框圖?采用經(jīng)驗(yàn)湊試法調(diào)節(jié)PID參數(shù)，使液位設(shè)定值發(fā)生階躍變化時，控制系統(tǒng)達(dá)到滿意的控制質(zhì)量。詳細(xì)說明控制系統(tǒng)方框圖中的各部分環(huán)節(jié)所對應(yīng)的物理意義。（上下水箱串聯(lián)）的單回路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 這部分由于設(shè)備以及調(diào)試慢
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1