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成绩________ 过程控制工程 实验报告 班级：_______________________________________ 姓名：________________________________________ 学号：________________________________________ 指导老师：_____________________________________ 实验日期：_____________________________________目录 实验一 上水箱特性测试(计算机控制)实验 …………………………………………………………2 实验二 压力单闭环控制系统的设计与实验 …………………………………………………………7 实验三 上水箱液位和流量串级系统(计算机控制)………………………………………………………9 实验四 流量比值控制系统(计算机控制) …………………………………………………………12 实验一 上水箱特性测试(计算机控制)实验 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。 二、实验项目 认识实验系统，了解本实验系统中的各个对象。 测试上水箱的对象特性。 三、实验设备与仪器 水泵Ⅰ 变频器 压力变送器 主回路调节阀 上水箱液位变送器 上水箱 牛顿模块（输入和输出） 四、实验原理 1.实验系统的流程图和方框图见图2-1-a和图2-1-b。 图 3-6- b 上水箱特性测试（计算机控制）系统框图 图 3-6- c 计算机控制恒压供水系统框图 图 2-1- b 上水箱特性测试（计算机控制）系统框图 2. 对象参数的求取: 1)放大倍数K的求取 式中： ——调节器输出电流的变化量 ——调节器输出电流的上限值 ——调节器输出电流的下限值 ——被测量的变化量 ——被测量的上限值 ——被测量的下限值2) 一阶对象 K——广义对象放大倍数（求法见1） ——广义对象时间常数(为阶跃响应变化到新稳态值的63.2%所需要的时间) τ——广义对象时滞时间(即响应的纯滞后，直接从图测量出) 五、注意事项 测量前要使系统处于平衡状态下，反应曲线的初始点应是输入信号的开始作阶跃信号的瞬间，这一段时间必须在记录纸上标出，以便推算出纯滞后时间τ。测量与记录工作必须 所加扰动应是额定值的10%左右。 六、实验说明及操作步骤 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。 七、实验报告 实验二 压力单闭环控制系统的设计与实验 实验目的 熟悉单闭环控制系统的特点、组成及工作原理。 熟悉控制器PID参数对过渡过程的影响。 掌握单闭环控制系统的设计及控制器参数整定方法。 培养学生对检测系统的综合应用能力。 通过理论联系实际，加强对学生实践动手能力和开发创新能力的培养。 实验任务 根据实验室现有设备，设计一压力单闭环控制系统以满足储罐压力控制要求，并自选一种控制器参数整定方法对其进行参数工程整定。 三、实验设备与仪器 1．水泵Ⅰ 2．压力变送器 3．变频器 4．牛顿模块（输入、输出） 5．上水