双容水箱毕业答辩.ppt

  1. 1、本文档共21页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
双容水箱毕业答辩

安 徽 理 工 大 学 毕 业 设 计 双容水箱实验教学仿真系统开发设计 一 、研究背景及意义 二、水箱建模与PID整定理论 三、控制方案设计 四、控制系统仿真与检验 五、结论 双容水箱数学建模 双容水箱系统构成如上图所示,它是两个串联在一起的水箱,水首先进入水 箱A,然后通过阀R1流入水箱B,再通过阀R2从水箱B中流出。水流入量Q1由变频控 制泵来加以调节,流出量Q0由用户需要改变。被控变量为水箱B的水位H2,根据结 构图可以写出两个水箱在任何时间的物料平衡方程: 水箱A: 2-1 水箱B: 2-2 其中: , , 2-3 , 为水箱的截面积, , 代表线性化水阻,Q,H和u等均以各个量的稳态值为 起始点。 将式2-3代入式2-1和式2-1,合并整理后得: 2-4 , 2-5 其中: , , 从式3-15和式3-16两式中消去 得: 2-6 上式显然是一个二阶微分方程,这是被控对象两个串联水箱的反映。2-6转变 为传递函数形式为: 当过程具有纯时延,则传递函数为: 式中 为总放大系数 PID控制器各控制规律的作用如下: (1)比例控制(P):比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输 出与输入误差信号成比例关系,能较快克服扰动,使系统稳定下来。但当仅 有比例控制时系统输出存在稳态误差 (2)积分控制(I):在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分 成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称 此控制系统是有差系统。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项” 积分项对误差的累积取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会越大。 这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输 出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。但是过大的积分速度会降低系统 的稳定程度,出现发散的振荡过程。比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进 入稳态后无稳态误差。 (3)微分控制(D):在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分 (即误差的变化率)成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能 会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性环节或有滞后环节,具有 抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的 作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。 相比于单回路控制系统,串级控制系统在结构上多出了一个测量变送器和一个控制 器,在功能上具有非常突出的优点:①能迅速克服进入副回路的干扰②能改善被控对象 特性,提高系统克服干扰的能力。③主回路对副对象具“鲁棒性”,提高了系统的控制 精度。为有效控制水箱液位,本设计采用串级控制系统。 串级控制系统主副控制器串联在一起,其中任意一个控制器的参数发生变 化对整个系统均有影响,因此串级控制系统的参数整定比单回路控制系统要复 杂。串级控制系统中主回路是一个定值控制系统,系统对主变量有较高的控制 精度要求,其品质指标与单回路定值控制系统一样。副回路是一个随动控制系 统,只要求副变量能快速准确的跟随主控器的输出变化而变化。在工程实践中 串级控制系统常用的整定方法有:逐步逼近法、两步整定法、一步整定法等。 由于逐步逼近法步骤非常繁琐,费时费力,在实际中已经很少使用,此外为相 对提高控制器参数的合理性,本设计采用应用最为广泛的两步整定法整定PID 参数。 根据经验公式,计算主副回路控制参数,并加以微量修整,得到,主副 回路的PID参数 打开Matlab,建立串级控制系统的Simulink模型 ,并根据上表设定主副控制器的PID参数。输入阶跃信号,观察示波器上的仿真曲线图。 测试控制系统抗扰动能力 建立如下所示仿真框图,设置主、副控制器的PID参数,在时间为0时对系统加入 大小为10的阶跃信号, 在150s经

文档评论(0)

pangzilva + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档