图形组态虚拟控制实验指导书.doc

图形组态控制系统实验软件第一节 序 言本组态软件采用Windows界面操作平台，采用面向对象的编程思想，使用简单方便，而且十分实用。此组态软件包括两套软件学生机软件和教师机软件。通过此组态软件可以模拟现场的控制系统进行模拟调试，特别是具有安全性，并且在网络中教师机可查看学生机的组态效果。第二节 软件的使用组态模块说明书是对组态模块测试软件的使用说明，主要对组态模块软件的界面、操作命令的使用方法、软件的主要应用范围，作一详细的讲解说明，并对使用过程中常见的错误操作加以列举、说明和具体分析。最后结合一个实际的例子对此软件的具体操作进行介绍。1、 2.1运行组态软件教师机软件与学生机软件只是在启动时略有不同，操作方法完全相同。学生机启动时，提示输入登录教师机的号码，如学号。如果网络中教师机软件没有运行，则提示“没有找到合适的服务器”，接下来可进入下面的操作主界面。教师机软件直接进入操作主界面，只是在菜单中多出一项“网络”，用来选择教师机所要查看的已登录的学生机的组态情况。从程序菜单中打开组态软件执行程序，启动组态软件出现组态软件启动画面。2、 2.1.1认识操作主界面 启动画面之后组态软件的主界面就会出现在面前，主界面是Windows标准界面。3、 2.1.2认识菜单栏u 文件菜单 主要是一些关于文件的操作，如文件的建立、打开、关闭、保存以及退出应用程序等操作图 2 文件菜单u 编辑菜单用于对模块、后面板、信号源的操作，如插入、修改、撤消、删除操作。图3编辑菜单u 视图菜单 用于工具栏和参数列表的显示，方便使用过程，便于参数查看。图4视图菜单u 窗口菜单 用于显示趋势曲线窗口和当前组态的名称。图5窗口菜单u 通讯菜单 用于查看网络登录的学生机的组态情况。u图6通讯菜单u 帮助菜单 用于版本和系统信息。u图7帮助菜单4、 2.2 认识工具栏 一些命令除通过菜单栏可以实现以外，还有一种快捷方式，这就是工具栏。 工具栏和Windows 工具栏格式一样，列出了常用的操作命令。图8工具栏 工具栏快捷键的作用：l 新建：建立一个新的文件。l 打开：打开一个以前保存过的文件。l 保存：刚建立的新文件。l 打印：对当前被激活的文件打印输出。l 属性：查看被选择模块的参数值。l 添加模块：建立一个新的模块。l 删除模块：对当前选择的无用的模块进删除。l 修改模块：对当前出错的模块进行修改。l 插入删除信号源：对信号源进行操作，插入或删除。l 显示参数列表：显示参数列表窗口。l 显示组态数据表：显示组态的数据信息。l 显示信号源信息：查看信号源的主要参数信息。l 显示趋势曲线：查看控制过程曲线信息。l 帮助：用操作过程的帮助。 工具栏当然是一种比较方便的快捷，但可别忘了还有一种“传统”的快捷方式：快捷键，你不会忘了吧，在出现下拉菜单的时候，如果你稍注意，在每个菜单命令的后面就会发现他们。如果能巧妙的运用快捷键，自然那也是很方便的。5、 2.3 模拟控制过程的建立模块组态软件主要是模拟现场实际的控制过程，控制系统的各个环节。这里要引入一个新的概念模块，软件中控制过程中的各个运算控制环节和典型环节是用模块来表示的。6、 2.3.1 模块的操作插入模块：在菜单中点击添加模块命令或点击添加模块快捷键，出现提示选择模块类型对话框（如图9）。图9 选择模块类型选择适当的模块并制定相应的组态序号，然后在操作窗口中放置模块的地方点击，就会出现所选择的模块。如果新模块的组态序号已经存在或组态序号不连续，模块的序号会自动进行调整。当单击某个运算模块，窗体的左上角可显示模块算法。如果对某个模块的算法不清楚的话，通过这种方法可以来查看某个模块的算法。模块：添加模块后，有时需要修改模块的功能或者组态序号，这时们双击需要修改的模块就会出现如图11所示的对话框，选择需要的模块可对此模块进行修改。这是一种快捷的修改方式，还可以通过修改模块命令菜单来修改模块。在修改模块对话框中，默认的情况是修改选中模块的功能和组态序号，还可以通过此对话框在组态中插入一个新的模块。只要单击“插入新模块”，然后单击“确定”按钮，就可在组态中插入一个新的模块。如果新模块的组态序号已经存在或组态序号不连续，模块的序号会自动进行调整。图11修改模块对话框删除模块：如果出现多余的模块就要删除，先选择该模块，然后点击删除模块按扭或点击删除模块菜单命令，出现删除模块提示框如图12，单击“确定”就会删除所选的模块。图12删除模块提示框移动模块：为了模块布局适当，有时还要移动模块，这时只要按shift键再拖动所要移动的模块到适当的位置，放开鼠标左键即可。7、 2.3.2 组态模块的连接在操作窗口建立好各模块后，可以连接各模块建立控制过程，在连接时先用鼠标置于一模块的端子处，出现一手的形状，显示端子名称提示时，双击此端子，然后当出现同样的提示时再双击另一端子建立连接。连接结果如图13。图13模块连接结果模块连接的时候要注意输出端连接输入端的原则，否则也会出现错误。如果输入端与输入端相连会出现如下图14所示提示框。如果输出端与输出端相连接会出现如下图15所示提示框。图14连接错误提示框图15连接错误提示框另外，还要注意的一点是对象模块和运算模块也是不能直接连接的，否则也是会出现错误提示的，如图16。图16错误连接提示3 这时该怎么办呢？这里用编辑菜单里的插入后面板命令来建立了一个后面板完成对象模块和运算模块的连接。如图17。 图17后面板的使用但是在使用后面板的时候也要注意模块的输入、输出端一定要接后面板的AIR、AO端连接正确不然也会出现错误提示。如图18、图19。图18后面板连接错误提示1图19后面板连接错误提示28、 2.3.3 模拟控制系统的建立首先，应设计好所要建立的控制系统，根据系统中的各环节在软件窗口添加相应的模块。然后按照上一小节讲述的连接方法来连接各模块，建立控制系统的组态图。但是应当注意在没有插入模块之前，部分模块操作是不能用，否则就会出现错误提示信息。 如果未插入模块单击属性工具按钮就会出现如图20所示的提示对话框。 图20属性错误提示对话如果未插入模块单击修改工具按钮，会出现如图21所示提示对话框。图21修改模块错误提示对话模框 如果未插入模块单击删除工具按钮，会出现如图22所示提示对话框。图22删除模块错误提示对话模框 另外，在建立系统时应该注意模块布局要便于模块的连接。9、 2.3.4 模拟控制系统的调试 控制系统建立之后，就可以通过组态模块测试软件对建立的控制系统进行模拟现场调试。 首先，通过插入信号源菜单命令或工具栏按钮插入信号源。如果信号源添加错误可用删除信号源菜单命令或工具栏快捷按钮来删除，此时会出现提示对话框如图24所示，单击确定即可。图24删除信号源提示框其次，通过参数列表给模块端口给模块添加参数值，如图25。 图25参数列表 第三，打开趋势曲线窗口查看控制结果如图26，如果结果不满意可以重新调整参数值再调试。图26趋势曲线窗口 一些模块参数的修改除了用趋势曲线窗口外还可以右键单击模块调出参数调整对话框来更改，如PID模块就是这样如图27。图27 PID参数设置框 当然，信号源参数的修改也可以采用单击右键方法，下面是信号源的参数修改面板，如图28。图28信号源参数面板 单击右键是修改参数的一种方法，另外通过前面讲述的菜单命令也可以的，它们存在于编辑菜单和视图菜单中。第四，查看参数信息。当把控制系统进行整正的基本符合要求时，就要查看参数信息，以便进行再调试或记录信息。从视图菜单击信号源信息命令或信号源信息快捷工具按钮查看信号源信息，如图29。图29信号源信息表单击组态数据表快捷工具按钮查看组态数据信息，如图30。图30组态数据信息表第三节 简单组态举例前面已经对本组态模块的各个部分作了系统的介绍。本节是通过一单回路组态举例说明其在具体使用中如何应用。10、 3.1 组态一、 单击插入模块按钮，插入一个PID1模块和一个单容模块。图31选择模块对话框插入PID1模块和单容模块，如图32。图32 PID1模块和单容模块二、 单击插入信号源按钮，插入信号源，如图33。图33插入信号源三、 单击编辑插入后面板菜单命令，插入后面板，如图34。图34插入后面板四、 双击信号源、模块端子、后面板接口画线组态，如图35。图35画线组态打开内部信号窗口，添加检测标签，这样在后面描述的趋势曲线窗口中能够显示检测标签对应的模块端子的值，如图36。图36 添加检测标签11、 3.2 调节趋势曲线单击显示趋势曲线按钮,调出趋势曲线窗口，如图37。最初在黑色区域中没有任何曲线，单击选中检测信号，则在屏幕上显示相应曲线。不同检测标签检测出的曲线具有不同的颜色。在被选中显示的检测项右边标示检测的模块端子以及当前的值。图37调节趋势曲线在下面的调节参数栏内，修改PID参数，比例带PB、积分时间TI、微分时间TD、采样时间TS以及单容对象的比例系数K、惯性时间T1、采样时间TS，以调节出最佳曲线。在调节过程中，可以使用以下按钮：应用：将修改的参数。撤消：恢复应用之前的参数值。重复：重复应用。复位：将PID、单容模块的参数属性值恢复到初始化状态。删除记录：删除认为不合适的记录。返回：退出趋势曲线窗口，返回组态界面。保存参数：保存组态中所有模块当前的参数值。查看保存的参数：打开已保存的参数值表，查看已保存的参数值。设置默认参数：将当前指定的已保存的参数作为默认参数。显示正面板：显示模拟的正面板，如图38。显示侧面板：显示模拟的侧面板。如图39。 图38正面板图39侧面板实验一 简单控制系统一实验目的1 了解控制系统的组成及其作用2 掌握控制系统常见的参数整定方法3 熟悉组态软件的使用二实验设备1 Win95以上的操作平台2 MircoHard组态软件(实验前请自学组态软件的使用)。三实验内容 储液槽液位控制系统：在工业生产过程中，如图所示的液体储槽可以作为进料罐、成品罐、中间缓冲容器、水箱等设备，为了保证生产的正常进行，物料量进出需保持均衡，以保证过程的稳定。因此，工艺要求液体储槽内的液位维持在某给定值上下，或在某一小范围内变化，并保证物料不产生溢出。工艺流程如下：液位传感器LT把检测的液位信息送给控制器LC，控制器将此信号和设定值进行比较运算，得到控制信号去改变进料阀的开度，从而保证液位恒定。现要求利用4:1衰减振荡曲线法对此系统进行PID参数整定。 四实现原理1 控制框图2 已知广义对象（执行阀、储液槽、变送器合称广义对象）传函为1/（10S+1），则系统的动态结构图如下：3 组态图4 组态步骤:（1）模块调用：插入信号源：点击编辑菜单，选取“插入信号源”，在页面空白处选取合适的位置单击左键，放置信号源；也可通过单击图标插入信号源;（2）插入后面板:单击左键,在弹出的菜单中选取“插入后面板”，选择合适的位置放置后面板；（3）插入PID1模块和单容模块：单击左键,在弹出的菜单中选取“插入模块”，双击运算模块，在打开的菜单中双击PID模块，选择PID1单击“确定”即可插入该模块；同样，打开环节模块，选择单容模块即可插入。（4）连线：如下图所示，根据液位控制系统的动态结构图进行组态连线，同时把PID模块的两个输入端分别设为检测1和检测2，点击图标，把结果存盘。(5)设置参数：设置信号源参数：选中信号源模块，单击鼠标右键，出现如下窗口，设置合适的周期、相位、高电平脉宽、高电平及低电平。在这里，我们设置周期为100，相位为10，高电平脉宽为50，高电平为 20，低电平为-20。 （6）设置模块参数：右键单击单容模块,在弹出如图所示窗口中,把比例度设为1,时间常数设为10,采样时间设为1。（7）加上检测标签：单击参数列表图标 ，弹出如下对话框，打开检测信号，选择任一标签，在组态图形中当要检测的连线端出现小“”号时，单击左键即可。（8）PID参数整定：打开趋势曲线窗口，选中检测1和检测2，根据检测2曲线的趋势调整PID参数，经过反复调整，最终达到较理想的效果，如下图所示,记录此时的PID参数，如PB=420，Ti=1.5,Td=10。五实验报告要求1记录实验数据，并画出相应参数对应的动态特性曲线。PTiTd 2.对组态软件的建议。实验二 串级控制系统一 实验目的1. 掌握串级控制系统的特点及参数整定方法2. 研究串级调节系统在干扰作用下的调节品质二实验设备Win95以上的操作系统Macrohard组态软件三实验内容丙烯冷却器的被冷却介质温度压力串级控制系统在石油化工生产过程中，常常利用液态丙烯汽化吸收裂解气体的热量，使裂解气的温度下降到某一个规定的数值上（如151.5），如果温度太高，冷却后的裂解气会包含过多的水分，对生产造成有害的影响，太低，乙烯裂解气会产生结晶析出，堵塞管道，这就要求设计的温度控制系统具有较高的动、静态精态，故采用下面调节系统来保证：()冷却器液位调节系统：保证液态丙烯具有最大的汽化面积()温度压力串级调节系统：保证乙烯裂解气出冷却器的温度。其工艺流程如下四、控制原理1.控制框图对象为压力检测到控制阀的广义对象，对象是温度检测到调节阀的广义对象。动态结构图3.根据动态结构图画出组态图如下：(1)参数设置：方波信号的周期=300，相位=10，高电平脉宽=20，低电平脉宽=-20，其中单容模块3的比例度都设为1，时间常数设为13，采样时间设为1，单容模块4的比例度都设为1.4，时间常数设为20，采样时间设为1；纯延时模块的延时时间设为13，其采样时间设为1。(2)进行PID参数的整定，直到得到较理想的过程曲线。(3)在下表中记录整定数据，并画出过程曲线：比例带PB积分时间Ti微分时间TdPID1PID2五.思考题将单回路调节系统和串级调节系统对干扰的调节效果进行比较。六实验报告要求1、 记录实验结果。2、 写出实验中出现的问题、体会及建议。3、 回答思考题。实验三 比值控制系统一 实验目的1 了解比值控制对控制系统的调节作用2 进行参数整定，实现比值控制作用二 实验设备Win95以上的操作系统Macrohard组态软件三 实验内容药物配比控制：实现药物流量G1和注入剂流量G2具有一定比例关系的配比控制系统。要求：1：药物与注入剂的含量符合规定的比例2：在复合过程中不允许药物流量突然变化，以免引起混合过程产生局部的化学副反应。其工艺流程图如下。四 实现原理1 控制框图控制框图说明，在药物流量通道中加入停留槽目的是使药物流量变化更平稳，但总的关系满足Q1（S）/G1（S）=1/（Ts+1），详细推导见附录，故此处用流量控制代替液位控制。2、动态结构图3、组态图根据动态结构图选择相应的环节和运算模块构成组态图如下4、组态步骤 根据动态结构图可以确定该系统需两个PID运算模块（PID1和PID2）和一个乘法模块来实现控制作用；两个单容对象及纯延时模块来模拟实际对象。模块的添加：单击编辑功能菜单栏中的“插入模块”，从而弹出插入模块对话框，选择相应的模块即可插入该模块。具体操作以运算模块PID1为例进行说明。PID1模块的添加：单击编辑功能菜单栏中的“插入模块”，弹出插入模块对话框如图(1),然后打开运算模块和PID模块如图(2),选择PID1模块，按“确定键”便可选择该模块，最后在编辑区选择合适位置单击鼠标左键即可。 插入后面板和插入信号源，在主菜单编辑功能下选择“插入后面板”和“插入信号源”， 然后把它拖放到合适的位置即可。此两种模块的删除只需在编辑功能菜单下选择“删除后面板”和“删除信号源”即可。模块的加载的方法亦可通过以下两种方法实现，一是直接选择快捷菜单下的插入模块；另一种方法是在编辑区单击鼠标右键即可。 组态连线将鼠标移至模块需连线的端子，当出现手状图标时，双击鼠标左键，然后按照同样的方法，双击另一模块需要连线的的端子，完成连线。若需要删除连线时，将鼠标移至模块已连线的端子，当出现手状图标时，单击鼠标右键。4、模块修改与删除：当需要修改模块时，首先点中该模块，选取编辑菜单下的“修改模块”即可按照模块调用的方法修改此模块，也可点击 图标进行同样的操作，或用右键单击页面空白处，在下拉菜单中选取“修改模块”完成模块的修改。 图(1) 图(2)当需要删除模块时，点中该模块，选取编辑菜单下的“删除模块”，或点击 图标，也可用右键单击页面空白处，在下拉菜单中选取“删除模块”完成模块的删除。5、模块参数设置：在需要进行参数设置的模块上单击鼠标右键，弹出一对话框，在对话框中修改相应的参数即可，如：单容模块比例系数及时间常数T1需要修改。模块参数设置亦可通过趋势曲线窗口中的对象参数调节来设置，如下图，只要选择相应模块（类型）和ID号，就可设置或改变此模块的参数。此系统对象参数如下：单容4惯性时间为10，单容5惯性时间为10，纯延时时间为5，采样时间为1。6、PID参数整定：用鼠标左键单击快捷菜单栏中的参数列表图标 ，在弹出的下拉菜单中选择“检测信号”，单击需要检测的端子加入检测点，以便观察该端子输入或输出信号。再用鼠标单击快捷菜单栏中 图标，弹出趋势曲线窗口，打开设置的检测信号，在此窗口下，便可以观察系统的控制效果曲线，如下图所示。如果控制效果不满意，还可以根据曲线走势，在下表中随时调整PID参数，直至达到满意的控制效果为止。参考曲线：五、实验记录：1整定参数： PTiTdPID1PID22波形图六、思考题：1单闭环与开环比值控制系统的作用是什么？2单闭环与双闭环比值控制有何不同？七、实验报告要求1记录实验结果。2写出实验中出现的问题、体会及建议。3回答思考题。实验四 均匀控制系统一、实验目的1 悉均匀控制对系统的控制效果。2学习均匀控制系统的参数整定方法。二、实验设备Win95以上的操作系统Macrohard组态软件三、实验内容实现脱甲烷塔釜液位和塔底流量的均匀控制系统。在石油化工生产过程中，常常用精馏塔来分离混合物中各种不同成分的产品。保持塔釜液位在一定范围内是维持正常生产的一个重要条件。为了保证精馏塔生产过程稳定地进行，要对液位进行控制，方法可以是调节进料量或出料量，但石油化工生产过程中，前塔的出料量即为后塔的进料量，故进料量或出料量都不许急剧变化，所以为保证液位稳定，常兼顾液位和流量这两个调节量，使之在一定允许范围内变化，即采用均匀控制。工艺流程如不：四 实现原理1、控制框图对象1为脱甲烷塔液位到调节阀的广义对象；对象2是流量检测到调节阀的广义对象。2、动态结构图：3、 组态图 （1）根据动态结构图选择相应的环节和运算模块构成组态图如下（2）参数设置：方波信号的周期=200，相位=10，高电平脉宽=20，低电平脉宽=-20，其中单容模块3的比例度都设为1，时间常数设为5，采样时间设为1，单容模块4的比例度都设为1，时间常数设为10，采样时间设为1；纯延时模块的延时时间设为4，其采样时间设为1。4、进行PID参数的整定，直到得到较理想的过程曲线。5、参数整定结果 比例带PB积分时间Ti微分时间TdPID1PID26、过程整定曲线为：实验五 前馈控制系统一、实验目的1熟悉前馈控制的实施原理及前馈与反馈的区别；2掌握前馈控制系统的参数整定方法。二、实验设备 win95以上的操作系统 Macrohard组态软件三、实验内容对以下系统进行前馈反馈控制设计及参数整定。连续消毒塔温度的前馈-反馈控制系统在制药工业中，抗菌素的生产，目前仍然采用培养基发酵的方法进行的。这种培养基是用粮食、油料等粉剂和水制成的，在它进入发酵罐接种之前必须进行灭菌消毒。过去的消毒方法是把几十立方米的培养基放在发酵罐中，用蒸汽加温到128C左右，保持一段时间，其目的是杀灭其中的杂菌，并将培养基煮成熟料，使抗菌素发酵时无杂菌繁殖。但是消毒后的培养基还需要冷却到适当温度方能接种发酵。所以，这种消毒方法的操作周期很长。为了改进上述消毒时间过长的缺点，采用了连续消毒方法，能大大提高培养基消毒的功效。工艺流程如图所示，培养基液料经预热后由离心泵送入连续消毒塔与蒸汽直接混合，使其温度上升到128C，然后进入维持罐停留保温15分钟，以便充分灭菌，在经排罐冷却后去发酵罐接种发酵。连续消毒塔的主要控制指标是培养基连续消毒塔的温度。若温度过低，会因培养基灭菌不彻底而增加染菌率，导致整批培养基全部报废，带来重大经济损失。反之，若温度过高，则会破坏培养基的成分，从而降低了产品的收率。所以，培养基连续消毒塔的出口温度是保证抗菌素产量的关键指标。为此必须对它进行控制，通常要求控制精度为128 + 2C。如果采用单回路控制系统，则当蒸汽压力波动较大时，温度波动幅度超过了工艺允许范围。影响连续消毒塔出口温度的主要扰动是蒸汽压力。经分析，蒸汽压力是一个可测而不可控的扰动，为了提高控制质量，构成了如图所示的前馈-反馈控制系统。四、实验原理：1、系统控制框图为：输入x(s)、F（S）对输出Y（S）的影响为如果要实现对扰动F（S）的完全补偿，则上式的第二项应等于零，即：Wf（s）+Wff（s）w0（s）= 0 前馈补偿器为 wff（s）= - wf（s）/ w0（s）这样，影响对被控参数最显著的主要扰动由前馈进行补偿，而其余次要的扰动可以靠反馈来克服，从而保证了被控参数最终等于给定值。经测试，可知连续消毒塔的控制通道和扰动通道的近似传递函数为： 则 五、实验步骤 ：1依照下图进行组态连线；该系统由两个信号源、一个PID模块、一个加法模块和超前滞后模块及两个单容模块、两个纯延时模块及一个后面板组成。 2参数设置：方波信号的周期=200，相位=10，高电平脉宽=50，低电平脉宽=-50，其中单容模块4、6的比例度都设为1，时间常数分别设为42、45，采样时间都设为1；纯延时模块的延时时间都设为1.5，其采样时间设为1,一阶补偿模块的比例度设为-1,微分时间=42,积分时间=45。3进行PID参数的整定，直到得到较理想的过程曲线。4在下表中记录整定数据，并画出过程曲线：带PB积分时间Ti微分时间Td六、实验报告要求1记录实验结果。2写出实验中出现的问题、体会及建议。3分析加前馈和不加前馈的控制作用。实验六 预估补偿控制系统一、实验目的1、了解纯滞后对控制系统的影响以及预估补偿的原理；2、通过对系统的组态及参数整定，掌握预估补偿控制系统的结构及参数整定方法。二、实验设备Win95以上的操作系统Macrohard组态软件三、实验内容预估补偿PH控制系统：如图所示，该系统中，酸液和碱液分别由储槽送入中和槽，中和后的物料经图示一段长管道后流出，在流出端装有PH测量电极，用来测量流出端的PH值。由于该系统中的广义对象包含一个大滞后环节，使得控制系统时滞很大，控制质量差，控制精度很低，故使用预估控制系统，以此来改善系统控制质量。四、实验原理预估补偿控制的原理是在PID控制回路上再并联一个补偿回路,以此抵消被控对象的纯滞后因 素。设被控对象的传递函数为W0（S）*e-s,其中W0（S）为除去纯滞后部分对象的特性,控制器的传递函数为W0（S）,则单回路控制系统如图所示:则系统的闭环传递函数为:W0(s)= Wc(S)W0(s)e s/(1+ Wc(S)W0(s)e s),由于传递函数分母中含有纯滞后环节e s,随着的增大,相位滞后增加,系统的稳定性降低,控制质量下降。如果在被控对象上再并联一个传递函数为W(s)补偿器，其传递函数为W(s)= W0(s)（1e s），此补偿器的作用就完全补偿了被控对象纯滞后es。补偿后的系统方框图如下图：已知该PH值系统的广义传递函数为W0 ( s ) = K 0 e s / ( T 0 S + 1 ) , 式中K0=2， 因为：2（1-1/(s+1）)1- es ，则此预估器的实施原理图为：五、实验步骤：1、根据系统动态结构图画出系统组态图：该系统由一个信号源、一个PID模块、一个加法模块和减法模块及两个单容模块、两个纯延时模块及一个后面板组成。2、参数设置：方波信号的周期=200，相位=10，高电平脉宽=100，高、低电平分别为20、20，其中单容模块的比例度都设为1，时间常数设为60 ，采样时间设为1；纯延时模块的延时时间设为60，其采样时间设为1。进行PID参数的整定，直到得到较理想的过程曲线。3、在下表中记录整定数据，并画出过程曲线：比例带PB积分时间Ti微分时间Td采样时间Ts七、实验报告要求1、记录实验结果。2、写出实验中出现的问题、体会及建议。3、比较加预估器和不加预估器 控 制 原 理 实 验 实验一 典型环节实验一、实验目的观察典型环节阶跃响应曲线，定性了解参数变化对典型环节动特性的影响二、实验步骤1、打开组态软件实验工具2、画出测试组态图3、改变环节参数，察看动态特性曲线的变化三、实验内容1 比例环节组态图：比例系数 0.512阶跃信号波形输出 2 积分环节 只要将比例环节的组态图中的比例环节改为积分环节即可积分时间 203040阶跃信号波形输出3 实际微分环节只要将比例环节的组态图中的比例环节改为微分环节即可微分时间 1510阶跃信号波形输出4 惯性环节只要将比例环节的组态图中的比例环节改为惯性环节即可惯性时间 1510阶跃信号波形输出5 纯延时环节只要将比例环节的组态图中的比例环节改为纯延时环节即可延时时间 51020阶跃信号波形输出四、思考题1 积分环节和性环节的主要区别是什么？什么条件下性环节可视为积分环节？2 性环节在什么条件下可近似为比例尺环节？五、实验报告要求1 写出各环节的传递函数，推出理想阶跃响应曲线2 记录各环节在不同参数下输出波形3 分析实验中出现的现象的控制效果。实验八 典型二阶系统研究实验一、实验目的观测不同参数下二阶系统的阶跃响应并分析阻尼比的变化对输出响应的影响。二实验设备3 Win95以上的操作平台4 MircoHard组态软件(实验前请自学组态软件的使用)。三实验内容1打开控制校正组态软件，进入校正主界面。2点击工具栏中的 按钮右侧的下拉标志，在下拉菜单中选取“振荡”，接下来在界面右上方的 “显示控制曲线区域”点取对象输出及对象给定。3号源参数：取方波信号周期为700，相位为0，高电平脉宽为350，高电平为120，低电平为-120。单击“修改参数选项卡”中的“PID”项，把采样时间设为0.01。4鼠标左键单击工具栏中的“开始”按钮，观察输出响应曲线。左键单击“B类对象”如图3-15所示，当对象固有频率n取不同的数值时，通过改变阻尼比DR的值，比较其输出响应曲线。5测试步骤：首先，取n值为10, 改变DR的取值，分别得到DR=0、0DR1时的输出曲线，对其结果进行分析比较，从而得出结论。其次，取n值为15, 再改变DR的取值,同样 也得到DR=0、0DR1时的输出曲线，对其结果进行分析比较，得出相应结论。6.结果如表格所示：对象传递函数 （DR = Wn=n）阶跃响应波形DRWn=10Wn=200.050.51.15实验九 超前校正实验一、实验目的理解超前校正对系统稳定性及瞬态特性的影响。观测并比较加入校正前后的输出响应曲线。二、实验内容及步骤：1开控制校正组态软件，进入校正主界面。2击工具栏中的 按钮右侧的下拉标志，在下拉菜单中选取“惯型环节”。3设置方波信号源周期=100，相位=0，高电平脉