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模 块 二
模拟锅炉液位控制系统调试
湖州职业技术学院机电工程分院
项目一 液位控制系统
1
一、控制系统品质指标和调试方法
1、闭环控制系统的过渡过程
一个控制系统在外界干扰或给定干扰作用下,从原有稳定状态过渡到新的稳定状态的整个过程,称为控制系统的过渡过程。
2
2、过渡过程的质量指标
一个控制系统的品质指标
① 衰减比 B1/B2
② 余差C
③ 最大偏差A
④ 过渡过程时间TS
⑤ 振荡周期T
3
3、控制器参数的工程整定
(1)目的 —— 使控制器获得最佳参数,即过渡过程要有较好的稳定性与快速性。
整定参数
比例度δ
积分时间TI
微分时间TD
常用方法
临界比例度法
衰减曲线法
经验试凑法
4
3、控制器参数的工程整定
(2)——临界比例度法是在纯比例运行下通过试验,得到临界比例度δk 和临界周期TI,然后根据经验总结出来的关系,求出调节器各参数值。
调节规律
调节参数
比例度δ/%
积分时间TI
微分时间TD
P
2δK
PI
2.2δK
0.85TK
PID
1.7δK
0.5TK
0.125TK
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(3)—— 整定方法:
(a)取TI = ∞,TD =0,系统按纯比例投入运行,稳定后,直至系统出现等幅振荡为止(见右图),记下此时比例度δK 和振荡周期TK 。
(b)根据δK 和TK ,按表中所列的经验算式,分别求出控制器最佳参数值。
(c)将比例度放到计算值略大一些的刻度上,然后TI 由大而小将积分作用加入;TD由小而大将微分作用加入。
(d)将比例度调到计算值上,适当调整,使过渡过程达到指标要求。
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二、动手实践—液位定值控制系统调试
1、准备工作
(1)按图1 要求,完成系统的接线。
(2)接通总电源和相关仪表的电源。
(3)打开阀F1-1、F1-2、F1-6 和F1-9,且把F1-9 控制在适当的开度。
2、系统调试
按临界比例度法整定方法和步骤整定参数。
3、系统投运
(1)手动操作调节器的输出,水满且基本稳定不变时,把调节器切换为自动。
(2)启动计算机,运行MCGS 组态软件软件,并进行下列实验:
a)加阶跃扰动(将给定量增加5%~15%),观察并记录系统的输出响应曲线。
b)系统稳态后,适量改变阀F1-6 ,观察液位的变化过程。
c) 适量改变PI 的参数,用计算机记录不同参数时系统的响应曲线。
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三、理认提高——误差性能指标
在阶跃的干扰作用下,保证调节过程波动的衰减率ψ=0.75(衰减率ψ是指 )或更高的前提下,使过程的最大
1、典型最佳控制系统的标准:
动态偏差、静态偏差和调节时间最小,也称“稳、准、快”。
2、误差定义:
误差绝对值积分指标 IAE
误差绝对值对时间的积分
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3、其它误差指标:
三、理认提高——误差性能指标
9
四、小结,学生课后自学布置
1、小结
通过本次课学习,在能力应达到:
1)能正确联接管路、电路,并正确操作监控系统。
2)能根据过渡过程曲线的特点,对系统品质作正确的评价。
3)能用临界比例度法整定系统参数。
4)能按正确步骤投运系统。
2、作业布置
1)临界比例度法参数整定调试方法。
2)列表记录,在上述参数下求得阶跃响应的动、静态性能指标。
3)比例度δ和积分时间TI对系统的性能产生什么影响?
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