(过程控制系统课程设计.doc

所谓对象特性就是指对象在输入的作用下，其输出的变量即被控的变量随时间变化的特性。 一：实验目的 ： 通过实验掌握对象特性的曲线的测量的方法，测量时应注意的问题，对象模型参数的求取方法。 液位装置中的液位对象是自衡对象，单独的水槽是一阶对象，上水槽与下水槽可以组成二阶对象。 第一节 上水箱特性测试(调节器控制)实验 图3.1过程控制对象管路图 实验步骤： 1．实验装置的认识：了解实验装置中的对象，水泵、变频器和所用仪表的名称、作用及其所在的位置。以便于在实验中对仪表进行操作和观察。熟悉实验装置面板图，要求做到：由面板上的每只仪表的图形、文字符号能准确地找到该仪表的实际位置。熟悉工艺管道结构、每个手动阀门的位置及其作用。此实验是调节器输出控制调节阀，计算机采集并记录数据。流程图如下3.2图。 图3.2 上水箱特性测试（调节器控制）流程 2．按上水箱特性测试（调节器控制）实验接线图接好实验线路，打开手动阀门V3，V19，根据调节器外给定电流的大小来适当调节手动阀门V6的开度。 3．接通总电源、各仪表的电源。 4．设置调节器处于手动位置，按调节器的增/减键改变手动输出值，使系统在液位处于某一平衡位置，记下此时手动输出。 5．按调节器的增/减键增加调节器手动输出，使系统输入幅值适宜的阶跃信号(阶跃信号不要太大，估计上水箱水不溢流出来)，这时系统输出也有一个变化的信号，使系统在较高液位也能达到平衡状态。 6．观察计算机上的液位1的阶跃响应适时和历史曲线，直至达到新的平稳为止。 7. 调节器的手动输出回到原来的输出电流值，记录一条液位下降的曲线。 8．曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格3-1 表3-1 阶跃响应曲线数据处理记录表 参数值 测量情况 液位1 液位2 K1 T1 τ1 K2 T2 τ2 正向输入 反向输入 平均值 按常规内容编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。 第三节 液位单闭环实验 一、实验目的： 通过实验掌握单回路控制系统的构成。学生可自行设计，构成单回路单容液位，并采用临界比例度法、阶跃反应曲线法和整定单回路控制系统的PID参数，熟悉PID参数对控制系统质量指标的影响，用计算机进行PID参数的调整和自动控制的投运。 二、实验系统流程图： 图10.3 上水箱液位闭环实验流程图 三、实验框图： 计算机控制液位单闭环控制系统的框图 四、实验步骤： 检验系统的接线图是否正确。 接通总电源，各仪表电源。 将服务器和学生机上的控制控制软件打开。 设定适当的控制参数使过度过程的衰减比为4：1，整定参数值可按下列“阶跃反应曲线整。 表10.5 阶跃反应曲线整定参数表 控制规则 控制器参数 δ TI TD P δS PI 1.2δS 0.5TS PID 0.8δS 0.3TS 0.1TS 将计算所得的PID参数值置于计算机中。 使水泵在恒压供水状态下工作。观察计算机上液位曲线的变化。 待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其液位变化曲线。 再等系统稳定后，给系统加个干扰信号，观察液位变化曲线。 曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果于表格10.6中。 表10.6 阶跃响应曲线数据处理记录表 参数值 测量情况 液位1 液位2 K1 T1 τ1 K2 T2 τ2 阶跃1 阶跃2 平均值 按常规内容编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。 五、计算机的参数设置 其需要设置的参数如下： KP=20 （参考值）（比例增益） Ti=30 （参考值）（积分时间 秒） Td=0 （参考值）（微分时间 秒） Sp （计算机控制给定值） U（k） （计算机输出值） PV （计算机检测值）