过程控制实验报告01572Word文档下载推荐.docx

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姓名：

学号：

2013/2014学年第2学期

实验一单回路控制系统的参数整定

2014年4月28日

1、实验要求

1、了解调节器特性的实验测试方法；

2、掌握依据飞升特性曲线求取对象动态特性参数和调节器参数的方法；

3、熟悉单回路控制系统的工程整定方法。

2、实验内容

测得某工业过程的单位阶跃响应数据，如附表所示；

单位阶跃响应曲线，如图1所示：

图1单位阶跃响应曲线

1、试用高阶传递函数描述该过程的动态特性；

G（s）=K/（Ts+1）²

=1.25/（25.9s+1）²

*e^-10s

2、在Simulink中搭建解算出的被控对象单回路控制系统；

3、采用稳定边界法整定调节器参数，并给出P、PI、PID三种调节器的控制曲线；

Kp=5,Pm=1/Kp=0.2时，等幅振荡，Tm80。

P:

2Pm=0.4

PI:

2.2Pm=0.440.85Tm=68

PID:

1.7Pm=0.340.5Tm=400.125Tm=10

三种调节器的控制曲线：

4、比较、分析实验结果

P调节器稳态产生了静差；

PI调节器相对P调节器稳态无静差，但是调节时间延长；

PID调节器相对前两者无论上升时间还是调节时间都变短了，稳态也无静差。

串级控制系统

自动化专业

实验二串级控制系统实验

2014年5月5日

1、了解串级控制系统组成原理，串级控制调节器参数的整定与投运方法。

2、掌握控制系统采用不同控制方案的实现过程，并与单回路控制相比较。

测得某工业过程构成如图所示的串级控制系统如图1所示，假设Gv（s）=1,Gm（s）=1,

其中，主对象的传递函数

，副对象的传递函数

。

该系统为定值控制系统，输入为单位阶跃信号。

1、试在Simulink中搭建被控对象串级控制仿真系统；

2、试采用两步法整定主、副控制器的PID参数；

（1）Kp2=0.00122,P2s=1/Kp=1/0.00122,T2s=1300-200=1100

（2）Kp1=1,P1s=1,T2s=1750-650=1100

（3）副回路（P）：

P2s=1/0.00122

主回路（PID）：

0.8P1s=0.80.3T1s=3300.1T1s=110

控制曲线：

3、比较试验：

试对同样的被控过程采用单回路控制方案，利用稳定边界法整定调节器参数，并给出PID控制的输出曲线。

（1）单回路控制系统：

Kp=0.00288,Pm=1/Kp=1/0.00288,Tm=1350-500=850

1.7Pm=590.280.5Tm=4250.125Tm=106.25

（2）对比控制曲线：

单回路控制系统的上升时间与调节时间均快于串级控制系统。

课程名称：

实验名称：

调节器参数变化对控制过程的影响

专业：

自动化专业

姓名：

学号：

实验三调节器参数变化对控制过程的影响

2014年5月12日

1.掌握PID控制器对系统的影响；

2.巩固和加深对理论知识的理解，获得分析、验证系统性能的技巧。

某工业过程的传递函数为

，假设

，

，调节器为PID控制策略。

该系统为定值、简单控制系统，期望输入为单位阶跃信号。

1.试在Simulink中搭建解被控对象的仿真系统，利用临界比例度法整定

Kp=72,Pm=1/Kp=1/72,Tm=2.88-1.06=1.83

2.结合教材P195的表6-1给出P、PI、PID三种控制方案的输出响应比较曲线，并简要分析该现象；

2Pm=1/36

2.2Pm=11/3600.85Tm=1.56

1.7Pm=17/7200.50Tm=0.9150.125Tm=0.229

由图可见，黄色的P调节器曲线稳态时产生静差；

紫色的PI调节器曲线调节时间较长，稳态时无静差；

蓝色的PID调节器曲线调节时间短，稳态时也不存在静差。

3.在比例P控制方案中，分别给出

、

三种情况下的输出响应比较曲线，并简要分析该现象；

由图可见，P越大、调节时间越短、调节速度越快、稳态静差也越大。

4.在比例-微分PI控制方案中，分别给出

由图可见，PI调节器在参数P一定时，参数I越大调节时间越短、振荡越小。

5.在比例-微分-积分PID控制方案中，分别给出

三种情况下的输出响应比较曲线，并简要分析该现象。

由图可见，PID调节器在P、I参数一定的条件下，D参数越大、上升时间越短、调节时间越短、振荡越小。