实验四、上水箱液位PID整定实验

集散控制系统培训说明1.3.2一阶坦克目标的PID控制实验4顶部水箱水位的PID调节一、实验目的(1)通过实验熟悉单回路负反馈控制系统的组成和工作原理。(2)分别用P、PI和PID调节时，分析过程图曲线。(3)定性研究了压力调节器、PI调节器和PID调节器参数对系统性能的影响。二。实验设备过程控制实验装置、PC机、集散控制系统和监控软件。液位干扰考虑到三、实验原理上水箱电动调节阀PID控制器液位变送器一级单罐液位的PID控制框图上图为单回路上水箱液位控制系统。单回路调节系统一般指用于调节对象上的调节器，用于保持参数恒定，且调节器仅接受测量信号，其输出也仅控制一个致动器。该系统要保持的参数是给定的液位高度，也就是说，控制的任务是控制上水箱的液位等于给定值所需的高度。根据控制框图，这是一个闭环负反馈单回路液位控制，由集散控制系统控制。调整方案确定后，下一步是调整调节器的参数。单回路系统设计安装后，控制质量与控制器参数的选择有很大关系。适当的控制参数可以带来满意的控制效果。相反，如果控制器参数选择不当，控制质量会变差，达不到预期效果。控制系统设计完成后，系统投入运行并调整其参数是非常重要的。一般来说，带比例调节器的系统是一个微分系统。比例带的大小不仅影响残差的大小，而且与系统的动态性能密切相关。比例积分调节器由于积分的作用，不仅可以实现系统无残留误差，而且只要合理调整参数和TI，就可以使系统具有良好的动态性能。比例-积分-微分(PID)调节器是在PI调节器的基础上，引入微分D的功能，使系统无残差，提高动态性能(快速性、稳定性等)。)的系统。然而，并不是所有的单回路控制系统都能在增加差动动作后提高系统质量。对于小容量滞后的对象，微分作用效果不明显，而对于噪声敏感的流动系统，增加微分作用会使流动质量变差。对于我们的实验系统，在单位阶跃的作用下，P、PI和PID调节系统的阶跃响应分别如下图的曲线、和所示。由p、PI和PID调节的阶跃响应曲线四.实验内容和步骤(1)关闭出水阀，向CS2000主体的储水箱注水(至最高高度)。(2)打开由丹麦泵、电动调节阀和孔板流量计组成的动力支路上水箱的出口阀；关闭通向动力分支上其他物体的开关阀。同时，将上部水箱的出口阀打开至适当的开口。(3)手动打开实验装置、检测仪器、丹麦泵和电动调节阀的电源开关：打开控制柜内水泵和电动调节阀的电源开关。(4)启动集散控制系统上位机组态软件，进入主画面，然后进入实验四画面，熟悉本实验组态软件的启动、退出、界面和基本操作。(5)用鼠标点击相应的对话框，弹出PID窗口框，用鼠标按自动按钮，在“给定值SV”栏输入设定水位，按“回车”键确认。选择控制律P、PI或PID，并设置相应的参数(比例带、积分时间和微分时间)。待测值在给定值附近基本稳定。请注意，如果您不想积分，可以将积分时间TI设置为无穷大(999.99)。如果您不想要微分，您可以将微分时间TD设置为零。(6)开始记录数据，然后添加干扰。说到这里，方法突然变了(7)改变控制律。在时间允许的情况下，分别对压力、压力指数和压力指数获得了两条合理的过渡过程曲线(对应不同的参数)。注意：每次测试后，必须在系统稳定后进行另一次测试。五、实验报告要求(1)进行压力调节器控制时，不同压力值下的阶跃响应曲线。(2)当进行比例积分调节器控制时，不同的功率和时间间隔值的阶跃响应曲线。(3)绘制PID控制的阶跃响应曲线，分析微分d的作用(4)比较了压力调节器、比例积分调节器和比例积分调节器对系统无差性和动态性能的影响。六、思考问题