過程控制課程設計—三容水箱液位控制系統(tǒng)的設計-在線瀏覽
2025-03-02 19:07本頁面
【正文】 （211）取拉普拉斯變換得到單容水箱控制通道的傳遞函數(shù)，即 （212）其中， 圖5 單容水箱液位控制框圖雙容水箱機構圖如圖6所示，兩只串聯(lián)工作的水箱的流入量Qin由控制閥V1的開度u加以控制，流出量Q2由用戶根據(jù)需求改變控制閥3的開度而決定。對以上方程組取拉普拉斯變換得到雙容水箱控制通道的傳遞函數(shù)，即 （217）其中， 。 Q2(s) H2(s)Kuu(s) Q1(s) Q3(s)圖7 雙容水箱液位控制框圖三容水箱的結構圖如圖 3所示，h3為第三個水箱的液位高度。H3Ku Qin(s) Q1(s) Q2(s) u(s) + + + 圖8 三容水箱液位控制框圖與單容水箱液位控制框圖對比可以清晰地看出第二級水箱加入到控制系統(tǒng)中，只是在第一級水箱的液位輸出端加入液位與流出流量的傳遞函數(shù)，然后串接第二級的液位控制的傳遞函數(shù)即可。3 算法描述在過程控制中，液位控制一般采用P調(diào)節(jié)足夠。為消除穩(wěn)態(tài)誤差，要采用PI調(diào)節(jié)，兼顧響應時間，因此算法選擇PID。尤其是容器都有高度限制，因此，、的動態(tài)響應不能有過大的超調(diào)量，否則，液體會溢出容器，嚴重影響實際生產(chǎn)過程，更達不到對調(diào)節(jié)效果。其中，內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)的目的是控制、響應更快，超調(diào)量更小，從而使提高對的控制效果。 利用MATLAB的Simulink 對三容水箱的模型進行仿真，如圖9分析階躍響應特性。但是、穩(wěn)態(tài)誤差基本相等，對于單位階躍而言，ess≈。并不符合實際生產(chǎn)的要求。仿真模型如圖13，其中控制器設為1。并且也沒有消除穩(wěn)態(tài)誤差，反而是穩(wěn)態(tài)誤差增大。可見，單純的引進反饋回路而不設計控制器，并不能提高系統(tǒng)性能。G2=tf([1],[5* 1])。G=G1*G2*G3。 PI調(diào)節(jié)器在過程控制中，通常只需要在設定液位的某個范圍內(nèi)保持液位恒定就可以了。在過程中，它自身就有一個積分行為。因此簡單的P調(diào)節(jié)控制器通常就適用了。 根據(jù)ZieglerNichols ultimate method可知 (31) (32)故控制
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