过程控制系统实验报告

1南京工程学院实验报告课程名称：过程控制系统实验项目名称：单容对象的控制及参数整定__双容对象的控制及参数整定__串级系统的控制及参数整定实验学生班级：实验学生学号：实验时间：实验地点：实验成绩评定：指导老师签字：自动化学院2h1(t)h1(∞)0.63h1(∞)0T实验一单容对象的控制及参数整定一、实验目的1、熟悉单容对象的数学模型及其阶跃响应曲线。2、根据由实际测得的单容对象的阶跃响应曲线，用相关的方法确定对象参数。3、根据经验整定法确定单容对象控制器参数。二、实验设备PC机、MatLab软件三、实验原理一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如下图所示。当由实验求得图中所示的阶跃响应曲线后，该曲线上升到稳态值的63%所对应时间，就是单容对象的时间常数T，该时间常数T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T。同样的，输入输出的比值就可以确定对象增益。从而确定单容对象的参数。经验整定法，书本p110。四、实验内容和步骤1、使用MatLab进行模拟仿真。仿真图如下：32、系统稳定后（测量值基本不变化），改变操作量值，获取单容对象的响应曲线如下图。43、根据经验整定方法，确定系统的P，PI，PID控制器。在实验界面中控制器部分设置相应参数，同样获取系统的阶跃响应曲线。①P控制器5②PI控制器6③PID控制器7五、实验结果分析1、从实验结果分析单容对象控制中P，PI,PID控制器的特点？2、实验的收获和体会8实验二双容对象的控制及参数整定一、实验目的1、熟悉双容对象的数学模型及其阶跃响应曲线。2、根据由实际测得的双容对象的阶跃响应曲线，用相关的方法确定对象参数。3、根据经验整定法确定双容对象控制器参数。二、实验设备PC机、MatLab软件三、实验原理双容对象不再是简单的指数曲线，而是呈S形的一条曲线，如左图。由于多了一个容器，就使调节对象的飞升特性在时间上更加落后一步。在图中S形曲线的拐点P上作切线，它在时间轴上截出一段时间OA。这段时间可以近似地衡量由于多了一个容量而使飞升过程向后推迟的程度，因此称容量滞后。图双容对象特性曲线9四、实验内容和步骤1、使用MatLab的仿真功能，仿真图如下：2、系统稳定后（测量值基本不变化），改变操作量值，获取双容对象的响应曲线如下图。103、根据经验整定方法，确定系统的P，PI，PID控制器。在实验界面中控制器部分设置相应参数，同样获取系统的阶跃响应曲线。①P控制器11②PI控制器12③PID控制器13五、实验结果分析1从实验结果分析双容对象控制中P，PI,PID控制器的特点？2实验的收获和体会14实验三串级系统的控制及参数整定一、实验目的1、掌握串级控制系统的基本概念和组成。2、掌握串级控制系统的参数整定方法。二、实验设备计算机、matlab仿真软件三、实验原理串级控制系统原理如下对象特性：，)13)(130(1)(1sssGo，)110()1(1)(22sssGo调节器：，)11()(11sTKsGicc，22)(ccKsG调节阀：1)(vvKsG变送器：121mmGG控制器参数扩充临界比例带法整定原理见教材p110页。四、实验内容和步骤1、实验对象的建立（1）开机，点击桌面图标matlab，进入matlab主界面；（2）在主窗口输入simulink；（3）在simulink环境下建立过程控制对象模型；2、实验内容和步骤1）先对副调节器进行整定①使系统处于串级运行状态，主，副调节器均为比例作用的条件下，先将主调节器的比例度置于100%，然后有大到小逐渐降低副调节器的比例度P2，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数Pm；②根据所记录的Pm，计算调节器的整定参数2Pm。)(1sGc)(2sGc)(sGv)(2sGo)(1sGo)(2sGm)(1sGm++——D2D1152）然后对主调节器整定①在副调节器的比例度等于2Pm的条件下，逐步降低主调节器的比例度P1,直到同样得到临界振荡，记下这时的比例放大系数Pm和临界振荡周期Tm。②根据所记录的Pm和Tm，用110页的经验公式计算调节器的整定参数：3）根据设定的参数，对过程对象进行仿真。1617五、实验结果分析1说明两步法整定串级控制系统的具体步骤?2实验的收获和体会