【正文】 系統(tǒng)δTiTdPδsPIPID（四） 衰減曲線法衰減曲線法是在經(jīng)驗法和臨界比例度法基礎(chǔ)上，針對它們的不足，反復實驗而得出的一種參數(shù)整定方法，和臨界比例度法類似，不同的只是本法采用某衰減比。系統(tǒng)δTiTdP2δsPITs/PID Ts（三）下表給出了常用過程控制系統(tǒng)控制器的參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)。而在工程中應(yīng)用較多的是工程整定法。另一種方法是工程整定法，在被控對象運行時，直接在控制系統(tǒng)中，通過改變調(diào)節(jié)器參數(shù)，觀察被控對象的過渡過程，來獲取最佳數(shù)值。由于它具有各類調(diào)節(jié)的優(yōu)點，因而使系統(tǒng)具有更高的控制質(zhì)量。 比例微分（PD）調(diào)節(jié)PD調(diào)節(jié)器由于有微分作用，能增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，比例系數(shù)的增大能加快系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程，減小動態(tài)和靜態(tài)誤差，但微分不能過大，以利于抗高頻干擾。 比例積分（PI）調(diào)節(jié)PI調(diào)節(jié)的積分部分能有利于消除偏差，但它又使PI調(diào)節(jié)的相位滯后量減小，即系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，傳遞函數(shù)為：Gc(S)=Kp(1+1/TS)3.2.由于只一個參數(shù)，所以整定方便。三、控制規(guī)律的確定選擇系統(tǒng)調(diào)節(jié)規(guī)律的目的，就是使調(diào)節(jié)器與調(diào)節(jié)對象能很好得匹配，使組成的控制系統(tǒng)能滿足工藝上所提出的動、靜態(tài)性能指標的要求?？刂评碚撟C明，同一形式大小相同的擾動出現(xiàn)于系統(tǒng)中的不同位置所產(chǎn)生的靜差是不一樣的。即時間常數(shù)Tf2越大，則系統(tǒng)的偏差就越小。如果干擾通道是一慣性環(huán)節(jié)，令時間常數(shù)為Tf1，其過度過程的動態(tài)分量被濾波而幅值變小。若系統(tǒng)是有差系統(tǒng)，則干擾通道的放大系數(shù)越大，系統(tǒng)的靜差也就越大。因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。它是由調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、被控對象和檢測元件及變送器組成。通過圖可以測出二階系統(tǒng)的超調(diào)量，上升時間、調(diào)整時間和穩(wěn)態(tài)誤差，同時可以發(fā)現(xiàn)由于雙容水箱的作用，會產(chǎn)生一定的時間延時。五．實驗數(shù)據(jù)圖1 如圖1所示為一雙容水箱液位實驗的特性響應(yīng)曲線。2．由結(jié)構(gòu)判斷本實驗對象是否有自平衡能力？是否與實驗結(jié)果一致？答：本實驗結(jié)構(gòu)中的負載閥可根據(jù)液壓的大小來自動調(diào)節(jié)液體流出量，最終使水的流入量與流出量相等，所以本實驗對象具有自平衡能力。6．把計算機作用的實驗曲線進行分析處理，并把結(jié)果填表入下表中四、思考題1．引起雙容對象滯后的特性是什么？答：由于多了一個容積，水位差h2表現(xiàn)出來的響應(yīng)特性就不同于單容水箱，響應(yīng)過程在時間上落后了一步，存在管道上的滯后，干擾引起的傳感器反饋信號上的滯后。突增/突減調(diào)節(jié)器的手動輸出量，使下水箱的液位由原平衡位置開始變化，經(jīng)過一段時間后，液位進入新的平衡狀態(tài)。2．開啟總電源和相關(guān)儀表的電源3．商店后，啟動計算機，運行MCGS組態(tài)軟件，進入本實驗系統(tǒng)。至于雙容對象兩個慣性環(huán)節(jié)的時間常熟可按下述方法來確定。被控制量為下水箱的液位，顯然，多了一個水箱，響應(yīng)時間就滯后。圖2為在系統(tǒng)穩(wěn)定時，通過調(diào)節(jié)器輸入一個階躍變化，則系統(tǒng)又進過一段時間后達到一個新的平衡點，因此產(chǎn)生如圖所示的曲線變化。由結(jié)構(gòu)判斷本實驗對象是否有自平衡能力？是否與實驗結(jié)果一致？答：有自平衡能力。用響應(yīng)曲線法確定對象的數(shù)學模型時，其精度與哪些因素有關(guān)？答：因為系統(tǒng)用到了儀表，因此與儀表的精度有關(guān)，同時與出水閥開度的大小有關(guān)。同時出水閥也決定了液位達到設(shè)定值所需時間的長短，所以記錄數(shù)據(jù)前，應(yīng)先調(diào)好出水閥開度的大小，才能快速達到平衡。記下水箱液位的歷史曲線和階躍響應(yīng)曲線。設(shè)置調(diào)節(jié)器為手動操作狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)器增/減的操作改變輸出量的大小，使水箱的液位最終處于某一平衡位置。開啟總電源和相關(guān)儀表的電源。由響應(yīng)曲線求得K和T后，就能求出單容水箱的傳遞函數(shù)。若令，H1為剛開始的穩(wěn)態(tài)值，則式（4）可改寫為對上式取拉氏逆變換得 （5）當時，因而有輸出穩(wěn)態(tài)值／階躍輸入當時，則有（5）表示，一階慣性環(huán)節(jié)的響應(yīng)曲線是一單調(diào)上升的指數(shù)函數(shù)。假設(shè)變化量很小，可近似認為。根據(jù)動態(tài)物料平衡關(guān)系（1） 式中V水箱內(nèi)水的貯水容積；dV/dt水貯存量的變化率。根據(jù)實驗得到的階躍響應(yīng)曲線，用相應(yīng)的方法確定被測對象特征參數(shù)K,T和傳遞函數(shù)。由于此法較簡單，因而在過程控制中得到了廣泛地應(yīng)用。4）執(zhí)行器執(zhí)行器接收控制器的控制信號u經(jīng)變換或放大后，推動控制閥5）控制器輸出u，經(jīng)執(zhí)行器驅(qū)動控制閥，改變輸入對象的操縱量q，使被控量受到控制。3）控制器傳感器或變送器輸出信號符合工藝要求，則控制器的輸出不變，反之，將輸出控制信號對系統(tǒng)進行控制。1）被控對象是指生產(chǎn)過程被控制的工藝或裝置2）傳感器和變送器按生產(chǎn)工藝要求，被控對象有關(guān)控制參數(shù)通過自動控制以獲得可靠信號，依靠傳感器和變送器完成。六．思考題1．掌握實驗裝置的組成及系統(tǒng)過程回路的信號流向，畫出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，標明信號量。對象系統(tǒng)留有擴展連接口，以便進行DCS控制。實驗對象部分采用不銹鋼結(jié)構(gòu)，工作過程可見，有利于教學和維護。采用標準的工業(yè)自動化儀表和柔性化工藝設(shè)備，使得該裝置具有開放性、兼容性、和可升級性。系統(tǒng)具有多元化的控制參數(shù)和控制方案?？刂茖ο笾邪嬲膲毫刂茖ο?，可以完成壓力控制實驗。I/O信號接口面板：該面板的主要作用是將各傳感器檢測及執(zhí)行器控制信號同面板上插口相連，在與被控對象相連，有利于學生進行各種控制實驗。為解決實驗中高壓交流電源發(fā)生短路，我們采取了如下措施：在高壓交流電源的輸出端接入小型斷路器（即過流保護器），一旦發(fā)生過流或短路，小型斷路器立即動作，切斷主電源，避免燒毀調(diào)壓器。三、儀表控制臺（三部分組成）電源控制屏面板：我公司的實驗臺采取了如下保護措施：控