单回路液位,流量,压力控制系统设计.doc

姓 名： 王占宝 班 级： 测控09-9班 学 号： 2 9 指导教师： 白 天 2012 年 3 月 25 日 了解单回路液位控制系统的组成；PID调节器、执行机构、被控对象和测量环节等各个单元的工作原理和工作情况。 二、实验步骤 按图1熟悉系统的组成。 2、检查连接线路和水路。连接管路L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、 L9、L10、L11和手动阀F1、F2(关)、F3、F5。 3、检查电源输入、输入输出端子等是否短路，正常后通电，观测超声波传感器的输出以及工控机的模拟输入。 4、标定液位测量变换值并建立被控对象的数学模型（可等效成一阶惯性环节）。 5、测试输出电路。 6、设定、调整工控机中PID参数。 ①在主窗口【简单控制系统】下拉菜单中选择【液位控制】，出现一个子窗口，显示了液位系统的控制示意图 ②单击示意图中的【控制器】出现下图所示属性页（控制器设置）： 若选择PID控制器，只需设置Kp，Ki，Kd的值即可 其中，Kc为控制器的增益，Ki为积分增益，Kd为微分增益。Ti和Td分别为积分时间和微分时间，他们都具有时间量纲s和1/s，Δt为采样时间（若需要使用自定义控制器，则选定“自定义控制器”然后在相应程序中添加代码）。 7、给定液位设定值3000mL，记录闭环控制曲线。 点击选项卡上的【运行参数设置】，出现如下所示界面： ②设定值范围900～7600mL， 注意每次的设定值不同，系统将从一个稳态向另一个稳态跃变，不必使系统归零后再进行下一次试验 采样时间默认值为100ms（可根据实际情况修改），运行时间根据被控对象的时间常数合理选取，由于液位时间惯性小，此处可设较小的运行时间，如100～200000s。 8、改变PID参数，重复7。 9、打开水路调节阀F2，做扰动实验。 三、实验结果及分析 参数：kp=90,ki=2; 运行结果： 分析：kp为比例放大倍数，kp越大，系统的稳定性下降，但精度提高； ki为积分时间，ki越小，积分作用加强，系统的稳定性降低。 （二）单回路流量控制系统 一、实验目的 了解单回路流量控制系统的组成；PID调节器、执行机构、被控对象和测量环节等各个单元的工作原理和工作情况 二、实验步骤 1、按图2熟悉系统的组成。 图2单回路流量控制系统 2 、检查连接线路和水路。连接管路L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11和手动阀F1、F3、F5。 3、检查电源输入、输入输出端子等是否短路，正常后通电，观测流量计的输出以及工控机的模拟输入。 4、标定流量测量变换值并建立被控对象的数学模型（可等效成一 阶惯性环节）。 5、测试输出电路。 6、设定、调整工控机中PID参数。 7、给定流量设定值1.5L/min，记录闭环控制曲线。 设定值范围1.1～2.3L/min， 注意每次的设定值不同，系统将从一个稳态向另一个稳态跃变，不必使系统归零后再进行下一次试验 采样时间默认值为100ms（可根据实际情况修改），运行时间根据被控对象的时间常数合理选取，由于流量时间惯性小，此处可设较小的运行时间，如1～100000ms。 8、改变PID参数，重复7。 9、关小阀F5，做扰动实验。 三、实验结果及分析 参数：kp=10,ki=0.035； 运行结果： 分析：kp为比例放大倍数，kp越大，系统的稳定性下降，但精度提高； ki为积分时间，ki越小，积分作用加强，系统的稳定性降低。 （三）单回路压力控制系统 一、实验目的 了解单回路压力控制系统的组成；PID调节器、执行机构、被控对象和测量环节等各个单元的工作原理和工作情况。 二、实验步骤 按图3熟悉系统的组成。 图3单回路压力控制系统 2、检查连接线路和水路。连接管路L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13和阀F4（全开）、F5（半开）。 3、检查电源输入、输入输出端子等是否短路，正常后通电，观测压力计的输出以及工控机的模拟输入。 4、标定压力测量变换值并建立被控对象的数学模型（可等效成一阶惯性环节）。 5、测试输出电路。 6、设定、调整工控