实验五 液位流量过程控制系统投运及参数整定..doc

实验五 液位流量过程控制系统投运及参数整定 一:实验目的 1：熟悉单回路定值控制系统的组成。 2：了解P，I，D参数对系统性能的影响 二：实验原理 （1）单回路控制系统的构成分析 根据单回路控制系统的概念，可以知道一个单回路控制系统主要由调节器（控制器）、被控对象、测量变送器、执行器和调节机构组成。单回路控制系统的组成原理方框图如图2－1所示。 1 调节器 调节器是构成单回路控制系统的核心元件，是控制系统的“神经中枢”。承担着对测量信号逻辑思维运算的功能。 2 执行器 执行调节器的输出指令信号，对调节机构的开度进行调节。（例如汽包水位控制系统中用来调节给水流量的给水调节阀门） 3 测量元件及变送器 测量变送器的性能直接决定测量信号的准确性，进而对控制系统的调节品质产生非常大的影响。 通过以上讲解，我们对单回路控制系统的结构有了一定的认识。为了更加深入的掌握单回路控制系统的构成。 比例微分积分（PID）调节 传递函数为 三：实验步骤 1,按设计要求完成系统的接线。 2，接通总电源和相关仪表的电源。 3，上电后，启动计算机，运行MCGS组态软件，进行本实验的系统。 4，选用单回路控制系统所述的某种调节器参数的整定方法整定好调节器的参数。 5，先设置系统的给定值P=50；I=40；D=4；扰动设定值20%。再手动操作调节器的输出，使被控制量接近给定值且基本稳定不变时，把调节器切换为自动，使系统自动运行。 6.分别改变I和D的值，观察波形的变化，以及改变扰动量的变换，同样观察波形的变化。 分别调节I，D及扰动量波形变化及分析如下： 初始条件： P=50； I=40； D=4； 扰动设定值20%, 从图中可以看出最大值为22； 超调量为σ%=（22-20)/20=10%；Tr1=T1-T2=02:31:59-02:30:13=106s 改变扰动量为50%；I=20. 此时，最大值为18.5， 超调量|σ%|=|（18.5-20)/20|=7.5%； Tr2=T4-T3=02:37:15-02:36:02=73s 调节I，使其变小，Tr变小。即上升时间变短，响应速度变快！ σ%变小，系统的阻尼程度变小！ 此时调节D=10;扰动量为70%. 此时，最大值为21.4； 超调量为σ%=（21.4-20)/20=7%; Tr3=T6-T5=02:43:45-02:41:56=109s 调节D，使其变大，Tr变化不大，系统的响应速度基本相同！ σ%变小，系统的阻尼程度变小！ 设置的P,I,D值是比较好的，扰动量对其扰动较小！