《测控技术综合实验》.docVIP

成绩： 测控技术综合实验报告 班级： 姓名： 学号： 日期：  第一部分 一阶液位对象特性的测试 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。 实验内容 1.了解本实验系统中各仪表的名称、基本原理以及功能，掌握其正确的接线与使用方法，以便于在实验中正确、熟练地操作仪表读取数据。熟悉实验装置面板图，做到根据面板上仪表的图形、文字符号找到该仪表。熟悉系统构成和管道的结构，认清电磁阀和手动阀的位置及其作用。 2.将上水箱特性测试（计算机控制）所用实验设备，参照流程图和系统框图接好实验线路。 3.确认接线无误后，接通电源。 4.运行组态王，在工程管理器中启动“上水箱液位测试实验”，点击实验选择按钮，选择一阶液位对象。 5.手动/自动将按钮切换到手动，点击PID设定按钮设定系统的输入信号值，点击实时曲线按钮观察输出曲线。 6.在PID设定中，点击u（k），设定一数值使系统液位处于某一平衡位置（设定的数值过大会影响系统稳定所需的时间）。 7.改变u（k）输出，给系统输入幅值适宜的正向阶跃信号(阶跃信号在5%-15%之间)，使系统的输出信号产生变化，上水箱液位将上升到较高的位置逐渐进入稳态。 8.点击历史曲线按钮，观察计算机中上水箱液位的正向阶跃响应曲线，直至达到新的平衡为止。 9.改变u（k）输出，给系统输入幅值与正向阶跃相等的一个反向阶跃信号，使系统的输出信号产生变化,上水箱液将下降至较低的位置逐渐进入稳态。 10.点击历史曲线按钮，观察计算机中上水箱液经的反向阶跃响应曲线，直至达到新的平衡为止。 数据整理 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2-2。 填入下表得 表2-2 阶跃响应曲线数据处理记录表 参数值 测量情况 液位 K T τ 输入 1.4 20 min 3.5 min 平均值 1.4 20 min 3.5 min 分析与结论 u(k)=700 pv=13 u(k)’=750 pv’=83 静态增益： K= 时间常数： 由图可得，0.632对应下的时间T2为08:20，T1=08:00 所以时间常数T=T2-T1=20 min 延迟时间： 由图得 min 将数据填入上表 传递函数为： 第二部分 水箱液位控制系统的组态过程 试验中我们是运用“组态王”软件来建立系统监控画面。组态王开发监控软件系统，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。 1、使用组态控制系统实验仿真的基本方法： (1)图形界面的设计 (2)构造数据库 (3)建立动画连接 (4)运行和调试 2.使用组态王软件开发具有以下几个特点: (1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。 (2)该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。 3.在采用组态王开发系统编制应用程序过程中要考虑以下三个方面: (1)图形,是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。 (2)数据,就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性,比如水位、流量等。 (3)连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。 构造数据库 3、试验工程数据词典 下图为实验组态工程的数据词典部分截图： 单击右上角新建命令工程新建界面。： 工程就建好了，现在工程 动画连接 在对应元件上单击鼠标，在弹出的命令菜单中选择“” 完成画面设计后打开工程切换到view模式下，就可以对实验画面进行监控了。 Kp是比系数，Ti是积分时间常数 第三部分 串级液位对象特性测试 水箱液位控制框图 PID控制参数对控制性能的影响 ）比例控制p对性能的影响 ① 对动态特性的影响 p加大，系统的动作灵敏度提高，速度加快，p偏大，震荡次数加多，调节时间加长。当p太大时，系统会趋于不稳定。若p太小，会使系统的动作缓慢 ② 对稳态特性的影响