实验一 过广义对象的测试和传递函数的确定.doc

实验一 过程广义对象的测试和传递函数的确定 一、实验目的要求 目的：1.通过实验了解广义对象的组成及原理，掌握广义对象的测试方法。 2.了解不同广义对象的阶跃响应特性的特点。 3.掌握由阶跃响应特性求广义对象传递函数的方法。 要求： 作好实验前的准备工作，阅读实验内容，复习有关广义对象传递函数的理论推导方法及理想结果。 二、实验内容 1.压力广义对象特性的测试 （1）压力测试管道图。压力广义对象由密封的不锈钢罐，提升泵，变频器，电动调节阀，压力传感器及变送器组成。 压力广义对象测试线路图 （2）操作： 第一种情况：①接通密封罐的进水和出水管道上的手动开关F01,F02,F10,F08，关闭手动开关F03,F04,F09,F11。 ②放水的电动调节阀开度为50%。 ③接通计算机电源，启动组态软件KingView，进入压力曲线显示图形画面。 ④打开设备电源，将设备手动开关接通，启动变频器输出设定频率为20HZ，提升泵电动机转动抽水进入压力罐，使P增加，达到最终平衡状态。 ⑤改变提升泵频率为30HZ，记录压力变化趋势曲线，并对其特性进行分析。 第二种情况：固定提升泵频率f=40HZ，使压力初始值为某一恒定值，将电动调节阀放水阀门开度突然变为70%，观测压力变化曲线。 2. 流量广义对象特性的测试 （1）广义对象的管道线路图 流量广义对象测试线路图 流量广义对象由流量传感器，变频器，提升泵，进水管道，开口水箱，放水阀组成。 （2）操作： 第一种情况：①将进水管道和流量测试管道的手动开关接通，放水手动阀F13关闭，电动调节阀开度为50%。 ②打开计算机，启动组态软件KingView，让其进入流量曲线画面。 ③打开设备电源，将设备手动开关接通，设定变频器输出频率为20HZ，记录流量稳态值。 ④改变提升泵频率为40HZ，记录流量变化曲线，并对其特性进行分析。 第二种情况：将变频器频率设定为20HZ，使对象回到原来状态，改变电动调节阀开度为70%，观测流量变化曲线并记录。 （3）将流量传感器接到输出管道，测量输出流量特性。 操作： 第一种情况：①打开计算机，启动组态软件KingView，进入流量曲线画面，设定f=30HZ，电动调节阀开度设定50%，使流量达到平衡状态，记录稳定的流量值。 ②打开设备电源，将设备手动开关接通，变频器频率改为40HZ，观测流量变化曲线并记录。 第二种情况：将变频器频率设定为30HZ，使对象回到原来状态，改变电动调节阀开度为70%，观测流量变化曲线并记录。 输出流量特性测试线路图 3.液位广义对象特性的测试 （1）管道线路图 液位广义对象由开口水箱，提升泵,变频器，差压液位传感器和变送器组成。 液位广义对象测试线路图 （2）操作： 第一种情况： ①关闭手动阀F13，电动调节阀开度为50%。 ②接通进水管道的手动阀，保证进出水畅通，其余手动开关关闭。 ③打开计算机，启动组态软件KingView，让其进入液位曲线画面。 ④打开设备电源，将设备手动开关接通，并设定变频器的频率为15HZ，让液位处于某初始平衡状态。 ⑤改变提升泵频率为35HZ，观测液位变化曲线并记录，。 第二种情况：将变频器频率f固定在40HZ，使液位上升到400mm处，突然打开电动调节阀，开度为70%，观测液位变化曲线。 三、实验报告 1.分别记录压力、流量、液位广义对象的阶跃响应特性曲线。辨识其传递函数结构形式及参数。 2.广义对象有无纯滞后现象，若有，是如何产生的？ 实验二 压力、液位、流量数字PID控制系统实验 一、实验目的要求 目的：1.通过实验进一步了解PID算法的离散化和编程。 2.掌握PID参数整定方法。 要求：1.复习实验指导书，熟悉压力、液位、流量广义对象的特性参数。 2.复习PID参数整定方法。 二、实验内容 1.压力单回路控制系统实验 （1）管道线路图 压力单回路控制系统管道线路图 （2）操作： ①将进水管上手动阀放在接通位置。 ②放水电动调节阀开度为50%。 ③打开计算机，启动组态软件KingView，进入压力曲线画面。 ④设定压力给定值及=1，=0，=0，点击自动实验一。接通电源开关，则闭环控制系统工作，记录压力的时间响应曲线并计算质量指标值。 ⑤按4：1衰减曲线及压力广义对象特性参数算出，，值，并设定在显示屏幕有关项目下，重做第二次实验，记录压力时间响应曲线并计算出质量指标值。 2.液位单回路控制系统实验 （1）管道线路图: 液位单回路控制系统管道线路图 （2）操作： ①将进入液箱的入水管道上手动开关打开，其余手动开关关闭，放水电动调节阀开度设为50%。 ②打开计算机，启动组态软件KingView，进入液位曲线