過程控制課程設計--雙容水箱液位串級控制系統(tǒng)-文庫吧資料
2025-06-12 18:33本頁面
【正文】 (1)([)(0 dttdeTdteTiteKptU t ??? ?)11()( )()( T dsT iskpsE sUsG ????佛山科學技術學院課程設計用紙 10 誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。 （ 3）微分控制（ D）：在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關系。但是過大的積分速度會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，出現(xiàn)發(fā)散的振蕩過程。積分項對誤差的累積取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會越大。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱此控制系統(tǒng)是有差系統(tǒng)。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系，能較快克服擾動，使系統(tǒng)穩(wěn)定下來。 佛山科學技術學院課程設計用紙 9 圖 PID控制基本原理圖 PID控制器是一種線性負反饋控制器，根據(jù)給定值 r(t)與實際值 y(t)構(gòu)成控制偏差： )()()( tytrte ?? 。 在工程實際中，應用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例積分微分控制，簡稱PID控制，又稱 PID調(diào)節(jié)。先進的 PID控制方案和智能 PID控制器（儀表）已經(jīng)很多，并且在工程實際中得到了廣泛的應用。T1+T2=39。T1*T2/(T1+T2)^2=39。 K=。20739。9739。(t)39。(t)39。)。,39。,39。,39。 plot(0:270,) line([270,270],[0 ],39。r39。color39。:39。linestyle39。,20) plot(0:97,39。,39。,20) plot(270,39。,39。 plot(97,39。)。 （ 4）調(diào)節(jié)閥特性測試：將調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方式設置為手動，按照下表將調(diào)節(jié)閥至于不同的開度，記錄在其不同開度下的輸入流量的變化 實驗數(shù)據(jù)記錄如下： 調(diào)節(jié)閥控制信號（ %） 流量（ %） 20 25 30 35 40 16 45 50 55 60 佛山科學技術學院課程設計用紙 6 根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出特性曲線如下： 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000510152025調(diào)節(jié)閥信號 ( % )流量(%)調(diào)節(jié)閥特性 從特性曲線上可以得出：該調(diào)節(jié)閥的特性是電開特性 y= *x^2 + *x + （ Y是流量， X是閥門開度） 65 70 75 佛山科學技術學院課程設計用紙 7 MATLAB進行仿真 clear [num,txt,raw]=xlsread(39。 （ 2）開啟電動調(diào)節(jié)閥到一定開度， 防止泵出口壓力過高。 （ 1）在實驗設備上，打開閥門 F1 F1 F17全開 ,將 F1 F111開到適當開度，調(diào)節(jié)下水箱閘板開度，其余閥門關閉，構(gòu)成雙容的單回路液位 控制。電動調(diào)節(jié)閥型號為：QSVP16K。我們采 用的是第二種方法，被控對象為單容水箱對典型輸入信號的響應曲線來確定它的數(shù)學模型。 被控對象數(shù)學模型的建立通常用下列二種方法。 通常對被控對象的組成部分進行機理分析，分析對象是由哪些部分串聯(lián)或并聯(lián)組成最終可以得出對象模型的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)試驗建模法再求得模型結(jié)構(gòu)中的參數(shù)。 在圖 31所示的階躍響應曲線上求取： h2(t)=|t=t1=(∞ )時曲線上的點對應的時間為 97s h2(t)=|t=t2=(∞ )時曲線上的點對應的時間為 207s 圖 31雙容水箱液位的階躍響應曲線 然后，利用下面的近似公式計算 20()hK x ??? 輸 入 穩(wěn) 態(tài) 值階 躍 輸 入 量 T1+T2=(t1+t2)/ T1*T2/( T1+T2)=*t1/ t1/t2 機理分析法雖然具有很大的普遍性，但是，許多工業(yè)過程其內(nèi)部機理較復雜，所以對這些過程進行建模，單獨采用其中一種方法，想要比較精確的建立其模型 ，是比較困難的。建立過程數(shù)學模型的基本方法，一般來說有機理分析法和試驗法兩種。 雙容水箱作為工業(yè)過程控制中常見的被控對象 ,其液位控制具有大慣性滯后、系統(tǒng)參數(shù)時變的特點，但在擾動作用下，其平衡位置被破壞后，不需要操作人員干預，能夠依靠其自身重新恢復平衡。其中時間常數(shù)的大小決定了系統(tǒng)反應的快慢，時間常數(shù)越小，系統(tǒng)對輸入的反應越快，反之，若時間常數(shù)較大（即容器面積較大），則反應較慢。 由于兩容器的流出閥均為手動閥門，故有： 佛山科學技術學院課程設計用紙 3 11 )(Rsh22 )(Rsh1)( 221122211 2 ??? sRARAsRARA R1)()( )( 21221 22 ???? sTTsTT RsQ sh i 其對應的拉式變化為 Qi (s)Q1 (s)=A1 sh1 (s) （ 21） Q1 (s)Q2 (s)=A2 sh2 (s) （ 22） 令容器 容器 2相應的閥門液阻分別為 1R 和 2R ,其中 Q1 (s)= （ 23） Q2 (s)= （ 24） 將（ 23）和（ 24）帶入（ 21）和（ 22），可得 )()(2 sQshi = （ 25） 令
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