過程掌握試驗指導書授課學時：16課時授課專業(yè)：自動化授課教師：姜倩倩1目錄1-2-試驗二：PID掌握器參數(shù)自整定...............................................................................-4-

PID掌握........................................................................................-8-14-17-19-22-25---10-過程掌握試驗工程一覽表序號 試驗工程名稱試驗內(nèi)容提要學時每組人數(shù)試驗屬性把握利用Matlab1 一階系統(tǒng)數(shù)學模型的建立法建立一階系統(tǒng)數(shù)學模型25驗證性的方法2 PID利用simulinkPID25驗證性器進展參數(shù)整定了解單容/雙容水箱液位3水箱液位PID單回路掌握系統(tǒng)用P、PI、25設(shè)計性PID變化對系統(tǒng)性能的影響了解單/雙容水箱壓力單4 水箱壓力PID回路掌握系統(tǒng)用PPIPID25設(shè)計性調(diào)整器時，調(diào)整器參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響對液位串級掌握系統(tǒng)進展參數(shù)整定，爭論階躍擾動5 串級水位掌握系統(tǒng)設(shè)計分別作用在副對象和主對25設(shè)計性象時對系統(tǒng)主被控量的影響6 前饋-反響掌握系統(tǒng)仿真把握利用Matlab反響掌握系統(tǒng)進展參數(shù)整2驗證性試驗定仿真7 單片機液位掌握系統(tǒng)了解利用單片機系統(tǒng)對水2綜合性箱液位掌握的方法8 單容液位PLC了解利用PLC2綜合性單容液位進展掌握合計16試驗參考書：TKGK-1試驗一：一階系統(tǒng)數(shù)學模型的建立一、試驗?zāi)康纳枥糜嬎惴ń⑾到y(tǒng)一階慣性環(huán)節(jié)加純拖延的近似數(shù)學模型的方法；對系統(tǒng)建模的方法。二、試驗設(shè)備安裝Windows系統(tǒng)和MATLAB軟件的計算機一臺。三、試驗內(nèi)容某液位對象在階躍擾動量 u(t)20%時其響應(yīng)的試驗數(shù)據(jù)如下：tt/s0h/mm01020 40 60 80 100140180 250 300 400 500 600 70080000.20.8 2.0 3.65.48.811.814.416.518.419.219.619.820K、時T和純拖延時間τ。四、試驗步驟K。依據(jù)系統(tǒng)近似為一階慣性環(huán)節(jié)加純拖延的計算法，編寫MATLAB程序。執(zhí)行所編寫程序可得如下結(jié)果：T=？ tao=？則系統(tǒng)近似為一階慣性環(huán)節(jié)加純拖延的數(shù)學模型為？3Simulink系統(tǒng)仿真框圖，并將階躍信號模塊〔Step〕的初value)020后，以文件名？〔.mdl〕將該系統(tǒng)保存。？’然后在MATLAB？’時間t/s”);legend(”原系統(tǒng)”,”近似系統(tǒng)”);比較原系統(tǒng)和近似系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，并分析誤差大小。分析誤差緣由。依據(jù)附錄試驗報告格式和以上要求寫出試驗報告。PID掌握器參數(shù)自整定一、試驗?zāi)康纳鑀ID掌握器參數(shù)的自整定法；和自整定法對掌握器參數(shù)進展整定。二、試驗設(shè)備Windows系統(tǒng)和MATLAB軟件的計算機一臺。三、試驗內(nèi)容廣義被控對象的傳遞函數(shù)為：GG(s)p8(360s1)e180s試利用Simulink中的NCDOutport模塊〔適用于MATLAB6.、ResponseOptimization中的SignalConstraint〔適用于MATLAB7.1〕或SignalConstraint模塊〔MATLAB7.PIDPID掌握器進展參數(shù)自整定，并繪制整定后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。四、試驗步驟利用NCDOutportPID掌握系統(tǒng)的Simulink參數(shù)優(yōu)化模型。0SimulationSimulationparameters命令，將仿真的停頓時間設(shè)2023，其余參數(shù)承受默認值。MATLAB窗口中利用以下命令對PID掌握器的初始值進展任意設(shè)置：>>Kc=?;Ti=?;Td=?;依據(jù)系統(tǒng)給定的時域性能指標設(shè)置階躍響應(yīng)特性參數(shù).NCDOutport(SignalConstraint)模塊，即翻開NCDOutport(SignalConstraint)模塊的時域性能約束窗口，NCDOutport模塊的時域性能約束窗口在NCDOutport(SignalConstraint)Options(goals)Stepresponse(DesiredResponse)(SettlingTime)600、20和階躍響應(yīng)的優(yōu)化終止time〕2023，其余參數(shù)承受默認值，5、設(shè)置優(yōu)化參數(shù)PIDPIDKc、TiTd作為NCDOutport(DesiredResponse)各變量間用西文逗號或空格分開4-34所示。最終單擊該窗口中的【Done〔add〕6、開頭掌握器參數(shù)的優(yōu)化計算在完成上述的參數(shù)設(shè)置過程后，用鼠標單擊NCDOutport模塊的時域性能約束掌握器模塊的參數(shù)進展優(yōu)化計算。在優(yōu)化計算過程中，系統(tǒng)的響應(yīng)曲線變化狀況在時域約束窗口中顯示，7、優(yōu)化完畢后，在系統(tǒng)模型窗口圖中，再次啟動仿真，在示波器中便可得到4-35中優(yōu)化完畢后的最優(yōu)曲線。由此可見，PID掌握器參數(shù)進展優(yōu)化后，系統(tǒng)的動態(tài)性能指標完全滿足設(shè)計MATLABPID掌握器的優(yōu)化參數(shù)。>>Kc,Ti,TdPID掌握時階躍響應(yīng)的超調(diào)量和過渡過程時間大約為多少？SimulinkPID掌握器參數(shù)自整定時的優(yōu)缺點。依據(jù)附錄試驗報告格式和以上要求寫出試驗報告。試驗三PID掌握一、試驗?zāi)康摹⑼ㄟ^試驗生疏單回路反響掌握系統(tǒng)的組成和工作原理。、爭論系統(tǒng)分別用P、PI和PID調(diào)整器時的階躍響應(yīng)。、爭論系統(tǒng)分別用P、PI和PID調(diào)整器時的抗擾動作用。、定性地分析P、PI和PID調(diào)整器的參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響。、把握臨界比例度法整定調(diào)整器的參數(shù)。4：1衰減曲線法整定調(diào)整器的參數(shù)。二、試驗設(shè)備、THGK-1型過程掌握試驗裝置：GK-03、GK-04 GK-06 GK-07-2、萬用表一只、秒表一只、計算機系統(tǒng)三、試驗原理1、單容水箱液位掌握系統(tǒng)6-1為單容水箱液位掌握系統(tǒng)。這是一個單回路反響掌握系統(tǒng)，它的掌握任務(wù)是使水箱液位等于給定值所要求的高度；減小或消退來自系統(tǒng)內(nèi)部6-1為單容水箱液位掌握系統(tǒng)。這是一個單回路反響掌握系統(tǒng)，它的掌握任務(wù)是使水箱液位等于給定值所要求的高度；減小或消退來自系統(tǒng)內(nèi)部故它在過程掌握中得到廣泛地應(yīng)用。當一個單回路系統(tǒng)設(shè)計安裝就緒之后，掌握質(zhì)量的好壞與掌握器參數(shù)的選擇有著很大的關(guān)系。適宜的掌握參數(shù)，可以帶來滿足的掌握效果。反之，甚至使系統(tǒng)不能正常工作。因此，當一個單回路系統(tǒng)組成以后，如何整定好掌握器的參數(shù)是一個很重要的實際問題。一個掌握系統(tǒng)設(shè)計好以后，系統(tǒng)的投運和參數(shù)整定是格外重要的工作。系統(tǒng)由原來的蹤手動的輸出值，并且在切換時應(yīng)使測量值與給定值無偏差存在。δ而且也與系統(tǒng)的動態(tài)性能親熱相關(guān)。比例積分〔PI〕調(diào)整器，由于

.T(c)23

1 ess調(diào)整器PI調(diào)整器的根底上再引D的作用，從而使系

10 t(s)統(tǒng)既無余差存在，又能改善 圖6-3、P、PI和PID調(diào)整的階躍響應(yīng)曲線系統(tǒng)的動態(tài)性能〔快速性、穩(wěn)定性等。在單位階躍作用下，P、PI、PID調(diào)整系統(tǒng)6-3中的曲線①、②、③所示。7-1、雙容水箱液位掌握系統(tǒng)的方框圖7-1、雙容水箱液位掌握系統(tǒng)的方框圖掌握系統(tǒng)，有兩個水箱相串聯(lián)，掌握的目的是既要使下水箱的液位高度等于給定值所期望的值，又要具有削減或消退來自系統(tǒng)內(nèi)部或外部擾動的影響。明顯，這種反響掌握系統(tǒng)的性能主要取決于調(diào)整器GK-04的構(gòu)造和參數(shù)的合理選擇。由于雙容水箱的數(shù)學模型是二階的，故它的穩(wěn)定性不如單容液位掌握系統(tǒng)。〔包括階躍擾動〔P〕調(diào)整器去掌握，系統(tǒng)有余差，且與比例度近似成正比，具有良好的動態(tài)性能。比例積分微分〔PID〕調(diào)整器是在PI調(diào)整器的根底上再引入微分D的掌握作用，從而四、試驗內(nèi)容與步驟1、單容水箱液位掌握系統(tǒng)〔一、比例〔P〕調(diào)整器掌握、按圖6-1所示，將系統(tǒng)接成單回路反響系統(tǒng)〔接線參照試驗一。其中被h1。、啟開工藝流程并開啟相關(guān)的儀器，調(diào)整傳感器輸出的零點與增益。、在教師的指導下，接通單片機掌握屏，并啟動計算機監(jiān)控系統(tǒng)，為記錄過渡過程曲線作好預備。、在開環(huán)狀態(tài)下，利用調(diào)整器的手動操作開關(guān)把被掌握量“手動”調(diào)到等于給定值〔50%點處。、觀看計算機顯示屏上的曲線，待被調(diào)參數(shù)根本到達給定值后，即可將調(diào)整器切換到純比例自開工作狀態(tài)〔積分時間常數(shù)設(shè)置于最大，積分、微分作用的開關(guān)都處于“關(guān)”的位置，比例度設(shè)置于某一中間值調(diào)整器的“手動”開關(guān)撥到“自動”位置，讓系統(tǒng)投入閉環(huán)運行。、待系統(tǒng)穩(wěn)定后，對系統(tǒng)加擾動信號〔在純比例的根底上加擾動，一般可通過轉(zhuǎn)變設(shè)定值實現(xiàn)。記錄曲線在經(jīng)過幾次波動穩(wěn)定下來后，系統(tǒng)有穩(wěn)態(tài)誤差，并記錄余差大小。、減小δ，重復步驟6，觀看過渡過程曲線，并記錄余差大小。、增大δ，重復步驟6，觀看過渡過程曲線，并記錄余差大小。、選擇適宜的δ值就可以得到比較滿足的過程掌握曲線。、留意：每當做完一次試驗后，必需待系統(tǒng)穩(wěn)定后再做另一次試驗。〔二、比例積分調(diào)整器〔PI〕掌握〔I”旋至中間某一位置，并把積分開關(guān)置于“開”的位置〕，觀看被掌握量是否能回PI掌握下，系統(tǒng)對階躍擾動無余差存在。、固定比例度δ值〔中等大小PIi，然Ti值時的超調(diào)量σp。表二、δ值不變、不同Ti時的超調(diào)量σp積分時間常數(shù)Ti 大 中 超調(diào)量σpTi于某一中間值，然后轉(zhuǎn)變δ的大小，觀看加擾動后被調(diào)量輸出的動態(tài)波形，并列表記錄不同δ值下的超調(diào)量σp。表三、Ti值不變、不同δ值下的σp比例度δ 大 中 超調(diào)量σpδTi的過渡過程曲線。此曲線可通過轉(zhuǎn)變設(shè)定值〔如設(shè)定值由50%變?yōu)?0%〕來獲得。〔三、比例積分微分調(diào)整〔PID〕掌握PID翻開。然后加上與前面試驗幅值完全相等的擾動，記錄系統(tǒng)被掌握量響應(yīng)的動態(tài)曲線，并與試驗步驟〔二〕D對系統(tǒng)性能的影響。〔50%60%來實現(xiàn)。、用計算機記錄試驗時全部的過渡過程實時曲線，并進展分析。2、雙容水箱液位掌握系統(tǒng)〔一、比例〔P〕調(diào)整器掌握、按圖7-1所示，將系統(tǒng)接成單回路反響掌握系統(tǒng)〔接線參照試驗一。其中被控對象是下水箱，被掌握量是下水箱的液位高度h2。、啟開工藝流程并開啟相關(guān)的儀器，調(diào)整傳感器輸出的零點與增益。、在教師的指導下，接通單片機掌握屏，并啟動計算機監(jiān)控系統(tǒng)，為記錄過渡過程曲線作好預備。〔50%點處。、觀看計算機顯示屏上的曲線，待被調(diào)參數(shù)根本到達給定值后，即可將調(diào)整器切換到純比例自開工作狀態(tài)〔積分時間常數(shù)設(shè)置于最大，積分、微分作用的開關(guān)都處于“關(guān)”的位置，比例度設(shè)置于某一中間值調(diào)整器的“手動”開關(guān)撥到“自動”位置，讓系統(tǒng)投入閉環(huán)運行。、待系統(tǒng)穩(wěn)定后，對系統(tǒng)加擾動信號〔在純比例的根底上加擾動，一般可通過轉(zhuǎn)變設(shè)定值實現(xiàn)。記錄曲線在經(jīng)過幾次波動穩(wěn)定下來后，系統(tǒng)有穩(wěn)態(tài)誤差，并記錄余差大小。、減小δ，重復步驟6，觀看過渡過程曲線，并記錄余差大小。、增大δ，重復步驟6，觀看過渡過程曲線，并記錄余差大小。、選擇適宜的δ值就可以得到比較滿足的過程掌握曲線。、留意：每當做完一次試驗后，必需待系統(tǒng)穩(wěn)定后再做另一次試驗。〔二、比例積分調(diào)整器〔PI〕掌握〔即把積分器“I”由最大處旋PI掌握下，系統(tǒng)對階躍擾動無余差存在。、固定比例度δ值〔中等大小PIi，然Ti值時的超調(diào)量σp。表二、δ值不變、Ti時的超調(diào)量σp積分時間常數(shù)Ti 大 中 超調(diào)量σpTi于某一中間值，然后轉(zhuǎn)變δ的大小，觀看加擾動后被調(diào)量輸出的動態(tài)波形，并列表記錄不同δ值下的超調(diào)量σp。表三、Ti值不變、不同δ值下的σp比例度δ 大 中 小超調(diào)量σpδTi的過渡過程曲線。此曲線可通過轉(zhuǎn)變設(shè)定值〔如設(shè)定值由50%變?yōu)?0%〕來獲得。〔三、比例積分微分調(diào)整器〔PID〕掌握PID翻開。然后加上與前面試驗幅值完全相等的擾動，記錄系統(tǒng)被掌握量響應(yīng)的動態(tài)曲線，并與試驗步驟〔二〕D對系統(tǒng)性能的影響。〔50%60%來實現(xiàn)。、用秒表和顯示儀表記錄一條較滿足的過渡過程實時曲線。〔四、用臨界比例度法整定調(diào)整器的參數(shù)在實際應(yīng)用中，PID調(diào)整器的參數(shù)常用下述臨界比例度法來確定。用臨界比例PID調(diào)整器的參數(shù)既便利又有用。它的具體做法是：Pδ，δ，待被調(diào)量回復到平衡狀態(tài)后，再手動給系統(tǒng)施加一個5%~15%的階躍擾動，觀看被調(diào)量變化的動態(tài)過程。假設(shè)被調(diào)量為衰減的振蕩曲線，δ，直到輸出響應(yīng)曲線呈現(xiàn)等幅振蕩為止。假設(shè)響應(yīng)曲線消滅7-4所示的等幅7-3為它的試驗方塊圖。r(t) e給定量+-

調(diào)整器

C(t)輸出量執(zhí)行元件 被控過程檢測元件7-3、具有比例調(diào)整器的閉環(huán)系統(tǒng)h(t)Tk0t7-3所示的系統(tǒng)中，當被調(diào)量作等幅振蕩時，此時的比例度δ就是δkTk。據(jù)此，按下表所列調(diào)整器的三個參數(shù)δ、Tih(t)Tk0t7-4、具有周期TK的等幅振蕩調(diào)整器參數(shù)調(diào)整器名稱δkTi(S)Td調(diào)整器參數(shù)調(diào)整器名稱δkTi(S)Td(S)P2δkPI2.2δkTk/1.2PID1.6δk0.5Tk0.125Tk、必需指出，表格中給出的參數(shù)值是對調(diào)整器參數(shù)的一個初略設(shè)計，由于它〔4：1地衰減振蕩，則要在表格給出參數(shù)的根底上，對δ、i〔〕作適當調(diào)整。與臨界比例度法類似，不同的是本方法先依據(jù)由試驗所得的阻尼振蕩衰減曲線〔為4:1δsTs期Ts，然后按表五給出的閱歷公式，確定調(diào) y4:1衰減曲線法的具體步驟如下：Ti〔Ti=∞Td為零(Td=0δ為較大值，讓系統(tǒng)投入閉環(huán)運行。 0

t(s)、待系統(tǒng)穩(wěn)定后，作設(shè)定值階躍擾 圖7-54:1衰減響應(yīng)曲線δsTs、利用δs和Ts值，按表五給出的閱歷公式，求調(diào)整器參數(shù)δ、Ti和Td數(shù)值。表五4:1衰減曲線法整定計算公式調(diào)整器參數(shù)調(diào)整器參數(shù)調(diào)整器名稱PPIPIDδTiTdδs1.2δs0.8δs0.5Ts0.3Ts0.1Ts五、試驗報告要求、繪制單/雙容水箱液位掌握系統(tǒng)的方塊圖。、用接好線路的單回路系統(tǒng)進展投運練習，并表達無擾動切換的方法。用臨界比例度法和衰減曲線法分別計算P、PI、PID調(diào)整的參數(shù)，并分別列出系統(tǒng)在這三種方式下的余差和超調(diào)量。、P調(diào)整時，作出不同δ值下的階躍響應(yīng)曲線。、PITi不變、不同δ值時的階躍響應(yīng)曲線和δ不變、PIDD的作用。P、PIPID三種調(diào)整器對系統(tǒng)余差和動態(tài)性能的影響。六、留意事項、試驗線路接好后，必需經(jīng)指導教師檢查認可前方可接通電源。、必需在教師的指導下，啟動計算機系統(tǒng)和單片機掌握屏。、假設(shè)參數(shù)設(shè)置不當，可能導致系統(tǒng)失控，不能到達設(shè)定值。七、思考題、如何實現(xiàn)減小或消退余差？純比例掌握能否消退余差？、試定性地分析三種調(diào)整器的參數(shù)δ〔δ、i〕和〔δ、i。的變化對掌握過程各產(chǎn)生什么影響？、試驗系統(tǒng)在運行前應(yīng)做好哪些預備工作？、為什么雙容液位掌握系統(tǒng)比單容液位掌握系統(tǒng)難于穩(wěn)定？、有人說：由于積分作用增加，系統(tǒng)會不穩(wěn)定，為此在積分作用增加的同時應(yīng)增大比例度δ，你認為對嗎？為什么？PID調(diào)整器的微分作用為什么不能太大？、為什么微分作用的引入必需緩慢進展？這時的比例度δ是否要轉(zhuǎn)變？為什么？、調(diào)整器參數(shù)〔δ、TiTd〕的轉(zhuǎn)變對整個掌握過程有什么影響？試驗四PID一、試驗?zāi)康摹⒘私鈮毫鞲衅鞯臉?gòu)造原理及使用方法。、爭論單回路壓力PID掌握系統(tǒng)。、把握手動/自動無擾動切換的方法。、學會用反響曲線法對PID參數(shù)進展整定。二、試驗裝置、TKGK-1型過程掌握試驗裝置：、計算機及監(jiān)控軟件三、試驗原理1、壓力傳感器變送原理簡介1、集中硅壓力傳感器惠斯登電橋，不受壓力作用時，電橋處于平衡狀態(tài)；當受到壓力〔或壓差〕作用時，電橋的一對橋臂電阻變大，另一對變小，電橋失去平衡。假設(shè)對電橋加一恒定的電壓，便可檢測到對氣體壓力大小的目的。1惠登斯電橋度的硅壓力傳感器已廣泛應(yīng)用于氣體壓力測量和液位、壓力掌握系統(tǒng)。阻，用以偏置校準和溫度補償，它由單個X4的惠斯登電橋。靈敏度為：±0.01Kpa(1mmH2O)。2)、壓力傳感器變送原理〔如橡皮或塑料〕豎直立起，其一端放于液體容上端封住〔MPX2023DP，管子內(nèi)就會留有肯定體積的氣體。當容器內(nèi)液位變化時，管內(nèi)空氣的壓力將會成比例地變化。單回路壓力掌握系統(tǒng)方框圖PID調(diào)整器參數(shù)δΤiΤdPID調(diào)整器參數(shù)δΤiΤd曲線法來整定系統(tǒng)的參數(shù)。四、試驗內(nèi)容與步驟19-13單容水箱壓力掌握系統(tǒng)構(gòu)造圖圖圖2 單回路壓力掌握系統(tǒng)是上水箱，被掌握量是上水箱的液體壓力。2、啟開工藝流程并開啟相關(guān)的儀器，調(diào)整傳感器輸出的零點和增益。過程曲線做好預備。定值〔50%點處。關(guān)撥到自動，實現(xiàn)無擾動切換。6、用反響曲線法整定系統(tǒng)參數(shù)：、將調(diào)整器置于手動狀態(tài)，并使調(diào)整器和Κ，其中Κ按下式確定：Κ=yy(0)/Χ0 (式中Χ04:1時調(diào)整器的相關(guān)參數(shù)。反響曲線法整定計算公式

4階躍響應(yīng)曲線4階躍響應(yīng)曲線調(diào)整器參數(shù)δ〔%〕ΤiΤd掌握規(guī)律PΚτ/ΤPI1.1Κτ/Τ3.3τPID0.85Κτ/Τ2τ0.5τ五、試驗報告要求、寫出常規(guī)的試驗報告內(nèi)容。、表達無擾動切換的方法。六、思考題、試驗時為什么不能實現(xiàn)系統(tǒng)的手動/自動完全無擾動切換，應(yīng)當怎樣才能實現(xiàn)完全無擾動切換？、為什么要強調(diào)無擾動切換？它能滿足過程掌握生產(chǎn)中的哪些要求？、與衰減曲線法和臨界比例法相比，反響曲線有什么優(yōu)缺點？試驗五 串級水位掌握系統(tǒng)設(shè)計一、試驗?zāi)康摹⑸璐壵莆障到y(tǒng)的構(gòu)造與掌握特點。、把握串級掌握系統(tǒng)的投運與參數(shù)整定方法。、爭論階躍擾動分別作用在副對象和主對象時對系統(tǒng)主被控量的影響。二、試驗設(shè)備1〕TKGK-1型過程掌握試驗裝置：變頻調(diào)速器(GK-07-2)直流調(diào)速器(GK-06)PID調(diào)整器〔GK-04〕二臺2〕GK-03三、試驗原理給定值Vg+

e 主調(diào)整器PID1 + GK-04

手動副調(diào)整器PID2GK-04

執(zhí)行元件GK-06變頻器GK-07液位變送器1液位變送器2

擾動上水箱副對象

下水箱主對象

h〔高度〕1、串級掌握系統(tǒng)的組成12-11、串級掌握系統(tǒng)的組成12-1為一液位串級掌握系統(tǒng)的方框圖〔12-2為其構(gòu)造圖2個調(diào)整行元件。主對象的輸出為系統(tǒng)的被掌握量h2，副對象的輸出h1是一個關(guān)心的被控變量。2、串級系統(tǒng)的抗干擾力量證系統(tǒng)的掌握精度，一般要求主調(diào)整器設(shè)計成PI或PID調(diào)整器，而副調(diào)整器則一般設(shè)計為比例P掌握，以提高副回路的快速響應(yīng)。在搭試驗線路時，要留意到兩個調(diào)整器的極性〔目的是保證主、副回路都是負反響掌握。3、串級掌握系統(tǒng)與單回路的掌握系統(tǒng)相比串級掌握系統(tǒng)由于副回路的存在，改善了對象的特性，使等效副對象的時間同時，由于串級系統(tǒng)具有主副兩只調(diào)整器，使它的開環(huán)增益變大，因而使系統(tǒng)的擾干擾力量增加。4、串級掌握系統(tǒng)的參數(shù)整定四、試驗步驟按圖12-1和圖12-2，連接好試驗線路，并進展零位與增益的調(diào)整。PID調(diào)整器的開關(guān)位置：副調(diào)整器：純比例〔P〕掌握，反作用，自動〔副回路的開環(huán)增益〕較大。C2

〈K

主回路開環(huán)增益。利用一步整定法整定系統(tǒng)：

C1 C2 C1a、先將主、副調(diào)整器均置于純比例P調(diào)整，并將副調(diào)整器的比例度δ調(diào)到30%左右。b、將主調(diào)整器置于手動，副調(diào)整器置于自動，通過轉(zhuǎn)變主調(diào)整器的手動輸出值使下水箱液位到達設(shè)定值。δ，4:1δsTs，據(jù)此查表求出主調(diào)整器的δTi〔注42的開度試驗才能成功。五、試驗報告要求、記錄試驗過程曲線。、擾動作用于主、副對象，觀看對主變量〔被掌握量〕的影響。P、觀看并分析副調(diào)整器KP

的大小對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。P與i、觀看并分析主調(diào)整的K T對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。P與i六、思考題、試述串級掌握系統(tǒng)為什么對主擾動具有很強的抗擾動力量？假設(shè)副對象？為什么？、承受一步整定法的理論依據(jù)是什么？、串級掌握系統(tǒng)投運前需要做好那些預備工作？主、副調(diào)整器的內(nèi)、外給定如何確定？正、反作用如何確定？、為什么副調(diào)整器可以不設(shè)計為PI調(diào)整器？、轉(zhuǎn)變副調(diào)整器比例放大倍數(shù)的大小，對串級掌握系統(tǒng)的擾動力量有什么影響？試從理論上賜予說明。、分析串級系統(tǒng)比單回路系統(tǒng)掌握質(zhì)量高的緣由。試驗六前饋-反響掌握系統(tǒng)仿真試驗一、試驗?zāi)康腗ATLAB/Simulink對前饋-反響掌握系統(tǒng)進展參數(shù)整定。分析前饋-反響掌握系統(tǒng)的抗干擾力量。二、試驗設(shè)備Windows系統(tǒng)和MATLAB軟件的計算機一臺。三、試驗內(nèi)容前饋-反響掌握系統(tǒng)中掌握通道和干擾通道的傳遞函數(shù)分別為：1 1G(s) es Gp 10s1 d

(s) e2s2s1假設(shè)反響掌握器Gc

PI掌握，試整定該系統(tǒng)。四、試驗步驟-反響掌握系統(tǒng)的方框圖，利用題給傳遞函數(shù)建立如下圖系統(tǒng)的PIDController模塊(PIDController)Simulink的擴展SimulinkExtrasKc、Ti0。Switch1Switch2，使系統(tǒng)處于無干擾的反響運行狀態(tài)下，依據(jù)曲線如下圖Kc=1.6；Ti=0.61。可直接依據(jù)式〔5-3〕求得，即G G (s)ffG(s)G(s)pd10s12s1es4、閉合開關(guān)Switch1和Switch2，并將Switch分別置于左側(cè)和右側(cè)，即前饋-反響掌握系統(tǒng)在脈沖干擾〔時間為t=3035，幅值為0.5〕和隨機噪聲干擾作用下的階躍響應(yīng)仿真曲線，如下圖。斷開開關(guān)Switch1，閉合開關(guān)Switch2，并將Switch分別置于左側(cè)和右側(cè)，即反響掌握系統(tǒng)分別在脈沖干擾和隨機噪聲干擾作用下的階躍響應(yīng)仿真曲線，如下圖。脈沖干擾 (b)隨機噪聲干擾五、試驗報告要求-反響系統(tǒng)和反響掌握系統(tǒng)的抗干擾力量。六、思考題有了前饋補償器后，試問反響掌握局部是否還具有抗擾動的功能。試驗七單片機液位掌握系統(tǒng)一、試驗?zāi)康摹⑸鑶纹瑱C與計算機的操作。、了解單片機與上位機的通訊過程。二、試驗設(shè)備、TKGK-1、計算機及監(jiān)控軟件；、萬用表一只。三、試驗原理1單片機的單回路掌握系統(tǒng)圖由檢測變送元件輸出的檢測信號，進入單片機的模擬量輸入口，然后由單片機一是作為掌握器與參數(shù)檢測元件、變送器及執(zhí)行機構(gòu)組成一個直接數(shù)字掌握系統(tǒng)〔DDCOM1的系統(tǒng)來說，它的掌握效果近似于連續(xù)掌握，因此，用數(shù)字PIDPID，同樣可得到比較滿足的掌握效果。四、試驗步驟1、生疏單片機的操作〔具體操作，見本書第一局部《產(chǎn)品使用說明》的GK-03單片機掌握屏的使用說明。14-1動掌握。〔SPPID〔Pb、ΤΤdStCHCLUA/ANOP。〔可利用溝通電機作為執(zhí)行機構(gòu)，直流電機作為干擾源。、置調(diào)整器積分時間Τi〔Τi=∞，微分時間Τdδ為較大值，讓系統(tǒng)投入閉環(huán)運行。Τs、待系統(tǒng)穩(wěn)定后，作設(shè)定值階躍擾動，并觀看系統(tǒng)的響應(yīng)。假設(shè)系統(tǒng)響應(yīng)衰減太快，則增大比例度；反之，系統(tǒng)響應(yīng)衰減過慢，