华北电力大学过程控制实验.docxVIP

实验一阀门打开时间=1:05:05响应开始时间=1:05:32上水箱阶跃响应曲线：稳态值=59.33mm；阀门开度设置Δμ=25K=[h(∞)-h(0)]/Δμ=59.33/25=2.37采用切线法求上水箱传递函数：由图可知τ?0=-27s采用两点法求上水箱传递函数：h*(t2)=0.63，h(t2)=0.63*59.33=37.36mmh*(t1)=0.39, h(t1)=0.39*59.33=23.13mm由图可知,t1=35s,t2=83sT=2*(t2-t1)=100s; τ?0=-13s实验二：由本次实验可得的PID控制规律：由先后两次不同的PID控制效果可以得出，第一个PID控制为系统在P调节下，稳态偏差在震荡过程中逐渐减小，最终趋于稳态值，但调节结果与设定值偏差较大；第二个PID控制为系统在之前的P调节下再加入I调节，从图中可以看出加入I调节后系统的残差有了明显减小，但使系统的稳定性降低了。不同PID控制规律下的上水箱水位和阀门开度变化的历史趋势图：（设定值h=60mm）P控制区PI控制区P控制时：由图可知液位峰值h(tp)=40.38mm,稳态值h1(∞)=33.36mm超调量=(h1(tp)-h1(∞))/h1(∞)=（40.38-33.36）/33.36=21.04% 稳态误差=±1.67mm(误差带=5%)PI调节时不存在峰值，所以超调不存在。由图可知在PI调节下，系统的稳态值为h2(∞)=56.88mm；稳态误差=±2.84mm(误差带=5%)P调节开始：P调节达到误差范围PI调节开始：PI调节达到误差范围由上图可知：P控制的调节时间ts1=89s; PI控制的调节时间ts2=33s;实验3总图下水箱水位上水箱水位阀门开度峰值稳态值：由上图可知下水箱峰值h(tp)=57.23mm；稳态值h(∞)=49.86mm;超调量=(h(tp)-h(∞))/h(∞)=（57.23-49.86）/49.86=14.78% 稳态误差=±2.49mm(误差带=5%)全部投入自动开始时间：到达误差范围：由上图可知调节时间ts=185s。思考：主/副回路采用的PID控制策略：主回路采用PI调节，副回路采用P调节。串级控制系统与单回路控制系统相比其特点：结构上单回路控制系统，是由一个被控对象、一测量变送器、一调节器和一调节阀所组成的单回路闭合控制系统，串级控制系统包括主对象、主控制器、副回路等效环节和主变量测量变送器；串级控制系统改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量，能迅速克服进入副回路的二次扰动，提高了系统的工作频率，具有一定的自适应能力。