2016熱工過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告——姜栽沙

1、熱工過(guò)程控制工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)班級(jí)：新能源1402班學(xué)生姓名：姜栽沙學(xué) 號(hào)：1004140220中南大學(xué)能源學(xué)院2017年1月實(shí)驗(yàn)一 熱工過(guò)程控制系統(tǒng)認(rèn)識(shí)與MCGS應(yīng)用組號(hào)_ 同組成員 李博、許克偉、 成績(jī)_實(shí)驗(yàn)時(shí)間_ 指導(dǎo)教師(簽名)_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)了解幾種控制系統(tǒng)（基于智能儀表、基于計(jì)算機(jī)）的組成、工作原理、控制過(guò)程特點(diǎn)；了解計(jì)算機(jī)與智能儀表的通訊方式。了解組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)，熟悉MCGS組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的整個(gè)過(guò)程。掌握MCGS組態(tài)軟件提供的一些基本功能，如基本畫(huà)面圖素的繪制、動(dòng)畫(huà)連接的使用、控制程序的編寫(xiě)、構(gòu)造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。二、實(shí)驗(yàn)裝置1、計(jì)算機(jī) 一臺(tái)2、MCGS組態(tài)軟件 一

2、套3、對(duì)象：SK-1-9型管狀電阻爐一臺(tái)；測(cè)溫?zé)犭娕家恢В↘型）。4、AI818/宇電519/LU-906K智能調(diào)節(jié)儀組成的溫控器 一臺(tái)。5、THKGK-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置（含智能儀表、PLC、變頻器、控制閥） 一套6、CST4001-6H電阻爐檢定爐（含電阻爐、溫度控制器、測(cè)溫元件、接口） 一套7、電阻爐溫度控制系統(tǒng)接線圖和方框圖如圖1-1、1-2所示。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、電阻爐溫度控制系統(tǒng)（液位、流量、壓力） 被控過(guò)程: 電阻爐 被控變量: 電阻爐溫度 操縱變量: 電阻爐的功率 主要擾動(dòng)：環(huán)境溫度變化，電壓值，電流值2、帶檢測(cè)控制點(diǎn)的流程圖3、控制系統(tǒng)方框圖4、控制系統(tǒng)中所用的儀表名稱、型號(hào)

3、（檢測(cè)儀表、控制器、執(zhí)行器、顯示儀表）。檢測(cè)儀表：CST4001-6H電阻爐檢定爐控制器：AI818/宇電519/LU-906K智能調(diào)節(jié)儀組成的溫控器執(zhí)行器：THKGK-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置（含智能儀表、PLC、變頻器、控制閥）顯示儀表：計(jì)算機(jī)5、智能儀表與計(jì)算機(jī)是怎樣進(jìn)行通訊？有哪幾種方式？智能儀表與計(jì)算機(jī)通訊一般有三種方式，分別為USB接口，485接口，232接口，通過(guò)這些接口進(jìn)行信號(hào)傳輸，計(jì)算機(jī)得以對(duì)儀表進(jìn)行溫控。6、什么是組態(tài)軟件？組態(tài)軟件是指對(duì)系統(tǒng)的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到系統(tǒng)按照預(yù)定設(shè)置，自動(dòng)執(zhí)行特定任務(wù)，滿足使用者要求的目的的應(yīng)用軟件。 四、MCGS組態(tài)界面提供電阻爐溫度控制系統(tǒng)一

4、套完整組態(tài)界面圖（共6個(gè)圖），包括主界面、運(yùn)行界面、設(shè)備工況、存盤(pán)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線、歷史數(shù)據(jù)。五、思考題1、定值控制、隨動(dòng)控制和程序控制有何區(qū)別？定值系統(tǒng)是設(shè)定值恒定，不隨時(shí)間而變；隨動(dòng)控制系統(tǒng)是設(shè)定值隨時(shí)間不斷變化，而且預(yù)先不知道它的變化規(guī)律；程序控制系統(tǒng)是設(shè)定值在時(shí)間上按一定程序變化，被控量在時(shí)間上也按一定程序變化。2、組成一個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)需要哪些基本環(huán)節(jié)？對(duì)象，檢測(cè)元件及變送器，控制器，執(zhí)行器。3、說(shuō)明在計(jì)算機(jī)上完成232接口、USB接口設(shè)置步驟（要配屏幕截圖）。232接口用來(lái)串口連接USB的數(shù)據(jù)線，將接口轉(zhuǎn)為USB后，插上USB接口，安裝好接線的驅(qū)動(dòng)即可。4、簡(jiǎn)述智能儀表（宇電519）在

5、MCGS組態(tài)軟件中設(shè)備窗口進(jìn)行組態(tài)配置的方法和步驟（要有屏幕截圖）。選擇設(shè)備構(gòu)件 ； 設(shè)置構(gòu)件屬性 ；連接設(shè)備通道 。5、設(shè)計(jì)兩種流量控制系統(tǒng)，分別畫(huà)出兩個(gè)控制系統(tǒng)的原理圖、方框圖，比較說(shuō)明兩種控制系統(tǒng)的優(yōu)劣。典型工業(yè)加熱爐燃燒過(guò)程流量控制系統(tǒng)有以下兩種：比值串級(jí)控制系統(tǒng)優(yōu)：比值系數(shù)可以預(yù)先設(shè)定，在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，通過(guò)分析煙氣含氧量計(jì)算熱效率，人工調(diào)整比值器的設(shè)定值，可以使燃燒處于較佳狀態(tài)。缺：在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，不能保持適當(dāng)?shù)目諝馊剂媳?。交叉限幅控制系統(tǒng)優(yōu)：發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，由于高低值選擇器的限幅作用，使得系統(tǒng)能在一定的范圍內(nèi)維持空氣-燃料比，克服了一般比值

6、調(diào)節(jié)方式的局限性。6、對(duì)電阻爐溫度進(jìn)行溫度控制時(shí)，常用的執(zhí)行器有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？氣動(dòng)執(zhí)行器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出推力大，動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，維護(hù)方便，價(jià)格便宜，本質(zhì)安全防爆?？刂凭容^低，雙作用的氣動(dòng)執(zhí)行器，斷氣源后不能回到預(yù)設(shè)位置。單作用的氣動(dòng)執(zhí)行器，斷氣源后可以依靠彈簧回到預(yù)設(shè)位置。電動(dòng)執(zhí)行器：能源取用方便，信號(hào)傳輸速度快，傳送距離遠(yuǎn)，便于集中控制，靈敏度和精度較高，與電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表配合方便，安裝接線簡(jiǎn)單。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，推力小，價(jià)格貴。實(shí)驗(yàn)二 對(duì)象動(dòng)態(tài)特性測(cè)試與識(shí)別組號(hào)_ 同組成員 李博、許克偉、 成績(jī)_實(shí)驗(yàn)時(shí)間_ 指導(dǎo)教師(簽名)_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怙w升曲線法（即階躍法）測(cè)量對(duì)象動(dòng)態(tài)特

7、性的方法，并根據(jù)飛升曲線識(shí)別對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，通過(guò)數(shù)據(jù)處理建立對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、計(jì)算機(jī) 一臺(tái)2、MCGS組態(tài)軟件 一套3、對(duì)象：SK-1-9型管狀電阻爐一臺(tái)；測(cè)溫?zé)犭娕家恢В↘型）。4、AI818/YD519/LU-906K智能調(diào)節(jié)儀組成的溫控器一臺(tái)。三、預(yù)習(xí)填空1、在實(shí)際工作中，常常用 實(shí)驗(yàn) 的方法來(lái)研究對(duì)象的特性。通常采用 飛升曲線 （即階躍法）測(cè)量對(duì)象動(dòng)態(tài)特性，通過(guò)數(shù)據(jù)處理建立對(duì)象的 動(dòng)態(tài)特性 。表征對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的通常用 微分方程式 或傳遞函數(shù)。2、對(duì)象特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)取法有 響應(yīng)曲線法 、 矩形脈沖法 、 正弦波法 和 隨機(jī)信號(hào)法 四種。3、表征對(duì)象特性的參數(shù)有 放大系數(shù)

8、K 、 時(shí)間常數(shù)T 和 滯后時(shí)間 。4、對(duì)象特性的類型有 自衡非振蕩 、 無(wú)自衡非振蕩 、 自衡振蕩 和 反向特性 四種。5、時(shí)間常數(shù)可以通過(guò) 響應(yīng)曲線 和 實(shí)驗(yàn)測(cè)定 求出。四、實(shí)驗(yàn)裝置示意圖電阻爐特性測(cè)試原理圖、接線圖、數(shù)據(jù)采集MCGS組態(tài)界面圖。電阻爐特性測(cè)試原理圖：接線圖：數(shù)據(jù)采集MCGS組態(tài)界面圖：五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)象飛升曲線測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.表1 對(duì)象飛升曲線測(cè)試記錄時(shí)間（分）012345爐溫（）100132190270300320爐溫變化值 （）03258803020加階躍前電爐初始電壓（V）50加階躍前電爐溫度0（）100加階躍后電爐電壓（V）120注：=n-0; n每分鐘讀得的溫度值

9、（）。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 根據(jù)對(duì)象飛升曲線測(cè)試數(shù)據(jù)，繪制響應(yīng)特性曲線（要求用坐標(biāo)紙畫(huà)準(zhǔn)，或者用作圖軟件繪制）。 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論1、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)測(cè)取時(shí)，就是在所研究的對(duì)象上加上一個(gè)人為的干擾，然后測(cè)取表征對(duì)象特性的物理量，即輸出參數(shù)隨時(shí)間變化的規(guī)律，得出一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或曲線，并對(duì)這些數(shù)據(jù)或曲線加以處理，便得到表征對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的微分方程式或傳遞函數(shù)。2、根據(jù)飛升曲線，求取放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間。 放大系數(shù)：曲線上A點(diǎn)的切線斜率值。時(shí)間常數(shù)：T。滯后時(shí)間：3、通過(guò)數(shù)據(jù)處理，求出對(duì)象特性的數(shù)學(xué)模型。對(duì)于一階有純滯后的則為實(shí)驗(yàn)三 電阻爐溫度的檢測(cè)與控制綜合實(shí)驗(yàn)組號(hào)_ 同組成員 李博、許克偉、 成績(jī)

10、_實(shí)驗(yàn)時(shí)間_ 指導(dǎo)教師(簽名)_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)是通過(guò)對(duì)電阻爐的溫度測(cè)量與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及安裝、調(diào)試，加深已學(xué)過(guò)知識(shí)的掌握及應(yīng)用能力。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備列出實(shí)驗(yàn)中用到的主要設(shè)備的名稱、型號(hào)、規(guī)格、技術(shù)指標(biāo)1、控制器：智能控制儀表、計(jì)算機(jī)、PLC、單片機(jī)、溫度變送器2、執(zhí)行器：可控硅調(diào)壓主回路、中間繼電器、交流接觸器3、檢測(cè)元件： K分度熱電偶、K分度鎧裝熱電偶、Pt100熱電阻三、預(yù)習(xí)填空1、調(diào)節(jié)器基本控制規(guī)律有 P 、 PI 、 PID ，對(duì)應(yīng)設(shè)置的三個(gè)參數(shù)為 比例帶 、積分時(shí)間TI 、 微分時(shí)間TD 。2、比例度增大，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào) 減小 。積分時(shí)間增大，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào) 減小 。微分時(shí)間

11、增大，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào) 增大 。3、智能儀表的通訊接口是 USB ，在控制時(shí)計(jì)算機(jī)用的通訊接口有485和232兩種。4、在對(duì)電阻爐進(jìn)行溫度控制時(shí)，如果要連續(xù)穩(wěn)定控溫，執(zhí)行器應(yīng)選用 可控硅調(diào)壓回路 ；如果對(duì)溫度采用位式控制，執(zhí)行器可選用 中間繼電器 。四、實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 請(qǐng)畫(huà)出電阻爐溫度控制系統(tǒng)原理圖、方框圖，電阻爐溫度控制系統(tǒng)主要設(shè)備如圖1 所示，請(qǐng)畫(huà)出設(shè)備接線圖。圖2電阻爐溫度控制系統(tǒng)主要設(shè)備原理圖：方框圖：五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)電阻爐溫度控制系統(tǒng)，完成電阻爐溫度控制系統(tǒng)方框圖、接線圖、設(shè)備組態(tài)圖。方框圖和接線圖如四、實(shí)驗(yàn)裝置示意圖所示。設(shè)備組態(tài)圖：2、描述智能儀表控制組態(tài)（包括設(shè)定值改變、檢測(cè)

12、元件設(shè)定、輸入信號(hào)確認(rèn)、控制參數(shù)（P、I、D）設(shè)定與查詢）的過(guò)程。檢測(cè)元件將生產(chǎn)工藝參數(shù)檢測(cè)出來(lái)，通過(guò)信號(hào)調(diào)節(jié)電路處理，傳輸給A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)所能接收的數(shù)據(jù)，組態(tài)軟件對(duì)其所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，運(yùn)算與輸出控制等，處理結(jié)果可通過(guò)ODBC、DDE及OPC等被其它應(yīng)用程序使用，并傳送到遠(yuǎn)程終端。3、電阻爐溫度控制MCGS主界面、運(yùn)行界面六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論1、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察，概括PID控制特性。理想PID控制的特性方程可以用如下微分方程表示。由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。PID控制的基礎(chǔ)是比例控制；積分控制可消除穩(wěn)態(tài)誤差，但可能增加超調(diào)；微分控制可加快大慣性系統(tǒng)響應(yīng)速度以及減弱超調(diào)趨勢(shì)。

13、2、分析電阻爐溫度變化曲線特點(diǎn)，說(shuō)明電阻爐溫度控制系統(tǒng)采用什么控制規(guī)律。比例微分控制規(guī)律不能消除余差，為使電阻爐溫度能夠穩(wěn)定，比例微分系統(tǒng)的控制質(zhì)量仍不夠理想，為了消除余差，得到更合適的控制質(zhì)量，所以應(yīng)采用PID控制規(guī)律。實(shí)驗(yàn)四、單容水箱液位PID控制系統(tǒng)組號(hào)_ 同組成員_ 成績(jī)_實(shí)驗(yàn)時(shí)間_ 指導(dǎo)教師(簽名)_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過(guò)實(shí)驗(yàn)熟悉單回路反饋控制系統(tǒng)的組成和工作原理。2、研究系統(tǒng)分別用P、PI和PID調(diào)節(jié)器時(shí)的階躍響應(yīng)。3、研究系統(tǒng)分別用P、PI和PID調(diào)節(jié)器時(shí)的抗擾動(dòng)作用。4、定性地分析P、PI和PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備列出實(shí)驗(yàn)中用到的主要設(shè)備的名稱、

14、型號(hào)、規(guī)格、技術(shù)指標(biāo)1、液位傳感器：THKGK-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置LWGY-42、控制器： THKGK-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置GK-043、變頻器： THKGK-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置GK-074、控制閥： THKGK-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置GK-03三、預(yù)習(xí)填空1、在階躍信號(hào)輸入作用下，一般希望控制過(guò)渡過(guò)程衰減比n為 410 。常用的單項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)還有 超調(diào)量 、 余差 及 過(guò)渡時(shí)間 。2、對(duì)于階躍擾動(dòng)作用的系統(tǒng)，若將比例度減小，則過(guò)渡過(guò)程最大偏差 減小 ，衰減比減小 ，振蕩頻率 減小 。3、采用 積分 控制規(guī)律能消除余差。4、微分作用能改善控制指標(biāo)的主要原因是 微分輸出的大小與偏差變化速度及微分

15、時(shí)間成正比，即使偏差很小，但只要出現(xiàn)變化趨勢(shì)，即可馬上進(jìn)行控制，即超前控制 。但微分時(shí)間過(guò)大，會(huì)引起 系統(tǒng)振蕩 。加上適當(dāng)?shù)奈⒎肿饔煤?，若要保持原衰減比不變，則應(yīng)相應(yīng)減小 比例度 。5、描述一階阻容環(huán)節(jié)的特性參數(shù)有 放大系數(shù)K 、 時(shí)間常數(shù)T 和滯后時(shí)間 。 控制通道是指 以操縱量作為輸入，被控量作為輸出的通道 ，擾動(dòng)通道是指 以擾動(dòng)量作為輸入，被控量作為輸出的通道 。6、差壓變送器測(cè)量液位時(shí)，經(jīng)常遇到 零點(diǎn)遷移 問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)是 同時(shí)改變差壓變送器的上限與下限（即測(cè)量范圍），而不改變量程 ；其目的（作用） 使變送器的輸出信號(hào)下限與測(cè)量范圍的下限值相對(duì)應(yīng)，適用現(xiàn)場(chǎng)安裝變送器的工作條件 。四、實(shí)驗(yàn)

16、裝置示意圖與接線圖1）液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)單容水箱液位檢測(cè)與控制工藝流程如圖1所示，請(qǐng)畫(huà)出帶檢測(cè)控制點(diǎn)的流程圖和控制系統(tǒng)方框圖；液位控制系統(tǒng)主要設(shè)備如圖2所示，請(qǐng)畫(huà)出液位控制系統(tǒng)設(shè)備接線圖。圖1單容水箱液位控制流程圖圖2 液位控制系統(tǒng)主要設(shè)備液位控制系統(tǒng)方框圖：2）液位控制系統(tǒng)MCGS組態(tài)的主界面（組態(tài)界面上要有參與實(shí)驗(yàn)人員名字）。五實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、如何實(shí)現(xiàn)減小或消除余差？純比例控制能否消除余差？適當(dāng)增加積分作用可以消除余差；純比例控制不能消除余差，因?yàn)楸壤饔每刂频妮斎胼敵鲂盘?hào)一一對(duì)應(yīng)，輸入信號(hào)為e，當(dāng)被控對(duì)象的負(fù)荷發(fā)生變化后，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)必須移動(dòng)到某一與負(fù)荷相適應(yīng)的位置，才能使系統(tǒng)相平衡，因此不

17、可避免的存在余差。2、試定性地分析三種調(diào)節(jié)器的參數(shù)、（、Ti）和（、Ti和Td）的變化對(duì)控制過(guò)程。P調(diào)節(jié)器：KP越大或越小則控制作用越強(qiáng) ，余差越小，最大偏差越?。籏P 太大或太小則控制作用太強(qiáng) ，穩(wěn)定性降低、甚至使系統(tǒng)失穩(wěn)。PI調(diào)節(jié)器：越小則控制作用越強(qiáng) ，余差越小，最大偏差越??；在同樣的比例度下，Ti，積分作用，容易消除余差，有利的一面；Ti，積分作用，系統(tǒng)振蕩加劇，有不易穩(wěn)定的傾向，Ti越短，振蕩越強(qiáng)烈，甚至發(fā)散，不利的一面。PID調(diào)節(jié)器：比例控制參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響：比例控制加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏提高，速度加快， 偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)。當(dāng)太大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定。若太小，又

18、會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響：在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，加大比例控制，可以減小穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度，但加大只是減少穩(wěn)態(tài)誤差，卻不能完全消除誤差。積分控制參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響：積分控制Ti 通常使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。 Ti 太小系統(tǒng)將不穩(wěn)定； Ti 偏小，振蕩次數(shù)較多； Ti 太大，對(duì)系統(tǒng)性能的影響減少。對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響：積分控制Ti 能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制系統(tǒng)的控制精度。但是若Ti 太大時(shí)，積分作用太弱，以至不能減小穩(wěn)態(tài)誤差。微分控制參數(shù)微分控制可以改善動(dòng)態(tài)特性，如超調(diào)量減少，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，允許加大比例控制，使穩(wěn)態(tài)誤差減小，提高控制精度。當(dāng)Td 偏大或偏小時(shí)，都會(huì)使超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)

19、間較長(zhǎng)，只有Td 合適時(shí)，可以得到比較滿意的過(guò)渡過(guò)程。3、P調(diào)節(jié)時(shí)，作出不同值下的階躍響應(yīng)曲線。4、PI調(diào)節(jié)時(shí)，分別作出Ti不變、不同值時(shí)的階躍響應(yīng)曲線和不變、不同Ti值時(shí)的階躍響應(yīng)曲線。圖1 Ti不變、不同值時(shí)的階躍響應(yīng)曲線 圖2 不變、不同Ti值時(shí)的階躍響應(yīng)曲線5、畫(huà)出PID控制時(shí)的階躍響應(yīng)曲線，并分析微分D的作用。微分控制參數(shù)微分控制可以改善動(dòng)態(tài)特性，如超調(diào)量減少，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，允許加大比例控制，使穩(wěn)態(tài)誤差減小，提高控制精度。當(dāng)Td 偏大或偏小時(shí)，都會(huì)使超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，只有Td 合適時(shí)，可以得到比較滿意的過(guò)渡過(guò)程。6、比較P、PI和PID三種調(diào)節(jié)器對(duì)系統(tǒng)余差和動(dòng)態(tài)性能的影響P調(diào)

20、節(jié)器：KP越大或越小則控制作用越強(qiáng) ，余差越小，最大偏差越小；KP 太大或太小則控制作用太強(qiáng) ，穩(wěn)定性降低、甚至使系統(tǒng)失穩(wěn)。PI調(diào)節(jié)器：越小則控制作用越強(qiáng) ，余差越小，最大偏差越?。辉谕瑯拥谋壤认?，Ti，積分作用，容易消除余差，有利的一面；Ti，積分作用，系統(tǒng)振蕩加劇，有不易穩(wěn)定的傾向，Ti越短，振蕩越強(qiáng)烈，甚至發(fā)散，不利的一面。PID調(diào)節(jié)器：比例控制參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響：比例控制加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏提高，速度加快， 偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)。當(dāng)太大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定。若太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響：在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，加大比例控制，可以減小穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度

21、，但加大只是減少穩(wěn)態(tài)誤差，卻不能完全消除誤差。積分控制參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響：積分控制Ti 通常使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。 Ti 太小系統(tǒng)將不穩(wěn)定； Ti 偏小，振蕩次數(shù)較多； Ti 太大，對(duì)系統(tǒng)性能的影響減少。對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響：積分控制Ti 能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制系統(tǒng)的控制精度。但是若Ti 太大時(shí)，積分作用太弱，以至不能減小穩(wěn)態(tài)誤差。微分控制參數(shù)微分控制可以改善動(dòng)態(tài)特性，如超調(diào)量減少，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，允許加大比例控制，使穩(wěn)態(tài)誤差減小，提高控制精度。當(dāng)Td 偏大或偏小時(shí)，都會(huì)使超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，只有Td 合適時(shí)，可以得到比較滿意的過(guò)渡過(guò)程。實(shí)驗(yàn)五、流量PID控制系統(tǒng)組號(hào)_ 同組成員_ 成

22、績(jī)_實(shí)驗(yàn)時(shí)間_ 指導(dǎo)教師(簽名)_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及其使用方法。2、熟悉單回路流量控制系統(tǒng)的組成。3、研究P、PI和PID調(diào)節(jié)器對(duì)系統(tǒng)的控制效果。4、改變P、PI和PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)，觀察它們對(duì)系統(tǒng)性能所產(chǎn)生的影響。二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 列出實(shí)驗(yàn)中用到的主要設(shè)備的名稱、型號(hào)、規(guī)格、技術(shù)指標(biāo)1、流量傳感器：渦輪流量計(jì)LWGY-42、控制器： THKGK-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置GK-043、變頻器： THKGK-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置GK-07-24、控制閥： THKGK-1型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置GK-03三、預(yù)習(xí)填空1、渦輪流量計(jì)的是通過(guò)測(cè)量 葉輪 旋轉(zhuǎn)的 轉(zhuǎn)速 測(cè)流量，渦街流量計(jì)通過(guò)測(cè)量 卡門(mén)渦街 的 頻率 來(lái)測(cè)量流量。容積式流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量 旋轉(zhuǎn)體 的 轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù) 來(lái)測(cè)量流量。2、均速管流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量管道中液體的 速度 和 壓力 ，得到 流速 來(lái)測(cè)量液體流量，測(cè)點(diǎn)分布時(shí)采用 對(duì)數(shù)-線性 方法。3、電磁流量計(jì)根據(jù) 電磁感應(yīng) 原理進(jìn)