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实验八液位单闭环实验（调节器控制）

一、实验目的：

通过实验掌握单回路控制系统的构成。学生可自行设计，构成单回路单容

液位控制系统，并应用临界比例度法、阶跃反应曲线法和整定单回路控制系统的

PID参数，熟悉PID参数对控制系统质量指标的影响，用调节器仪表进行PID参

数的自整定和自动控制的投运。

二、实验系统流程图

图4.5上水箱液位单闭环实验流程图

三、实验框图

f(t)

X(t)e(t)g(t)q(t)

调节器调节阀液位y(t)

—

z(t)

液位变送器

调节器控制液位单闭环控制系统的框

图4.6下水箱液位单闭环实验流程图

四、实验步骤：

1．阶跃反应曲线法

（1）、按附图液位单闭环实验接线图接好实验导线。

（2）、接通总电源，各仪表电源。

（3）、将手动阀门V19、V3、V6打开（下水箱将V3、V8、V15打开），

其余阀门全部关闭。

（4）、整定参数值的计算。

设定过度过程的衰减比为4：1，整定参数值可按下列“阶跃反应曲线整

定参数表”进行计算。

表4.9阶跃反应曲线整定参数表

控制规则控制器参数

δTT

ID

Pδ

S

PI1.2δ0.5T

SS

PID0.8δ0.3T0.1T

SSS

（5）、将计算所得的PID参数值置于控制器中。

（6）、使水泵在恒压供水状态下工作。观察计算机上水箱液位曲线的变化。

（7）、待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其液位的变化曲线。

（8）、再等系统稳定后，给系统加个干扰信号，观察液位变化曲线。

（9）、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结

果记录于表格4.10

表4.10阶跃响应曲线数据处理记录表

参数液位1液位2

值K1T1τ1K2T2τ2

测量情况

阶跃1

阶跃2

平均值

按常规内容编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。

五、调节器的参数设置

调节器选用上海万迅仪表有限公司的AI708，AI818（有的实验设备用

AI808）。

液位控制时调节器能自整定出比较理想的参数，如将调节器参数

Ctrl=2，则调节器进入自整定调节状态，调节完毕，Ctrl=3。

其需要设置的参