成都理工过程控制实验报告

1、过程控制实验报告学 院 : 核技术与自动化工程学院 专 业 : 电气工程及其自动化 班 级 : 电气工程及其自动化1班 学 号 : 201202060227姓 名 : 徐茁夫指导老师 : 黄洪全 完成时间 : 2015.6.22 实验一 单容水箱液位控制实验单容水箱液位定值(随动)控制实验，定性分析P,PI、PD控制器特性。控制逻辑如图1所示：LT103图1单容上水箱液位定值(随动)控制实验QohQiLIC101FV101给定值测量或控制量测量或控制量标号使用PID端口使用ADAM端口下水箱液位LT103AI0AI0调节阀FV101AO0AO01、实验方案水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo

2、则由用户通过负载阀R来改变。被调量为水位H。使用P,PI , PID控制，看控制效果，进行比较。2、控制策略使用PI、PD、PID调节。 3、实验步骤1)使用组态软件进行组态。数值定义为0100。实时曲线时间定义为510min。2)在A3000-FS上，打开手阀JV206、JV201，调节下水箱闸板具有一定开度，其余阀门关闭。3)连线：下水箱液位连接到内给定调节仪输入。内给定调节仪的输出连接到调节阀的控制端。4)打开A3000电源，打开电动调节阀开关。5)在A3000-FS上，启动右边水泵（P102），给下水箱V104注水。6)LT103控制器FV101单回路定值以及数学模型的实验。7)按所学

3、理论操作调节器，分别进行P、PI、PID设定。 简单设定规则：首先把P设定到30，I关闭（调节仪I3600关闭），D关闭（调节仪D=0关闭）等水位低于40%，然后打开水泵，开始控制。设定值60%。一般P越大，则残差越大。可以减少P，直到出现振荡。则不出现振荡前的那个最小值就是P。PI控制首先确认上次的P，我们可以不改变这个P值，也可以增加10%。然后把I设定为1800。关闭水泵，等水位低于40%，然后打开水泵，开始控制。设定值60%。观察控制曲线的趋势，如果出现恢复非常慢，则可以减少I，直到恢复比较快，而没有出现振荡，超调也不是非常大。最后逐步增加D，使得控制更快速，一般控制系统有PI控制就可

4、以了。4、实验结果P调节PI调节与参考曲线来看，单P调节P=24比较好。残差大约是8%，我们测量数据是p=30，符合条件若PID调节，P=24,I=20,D=2或4都具有比较好的效果。从控制量来看，P=24,I=8,D=2比较好，也是和实验结果符合的。实验二 双容水箱液位控制实验单容双容水箱液位定值(随动)控制实验全部测量点，算法组态一样，不同的是设定值和结果。测量或控制量测量或控制量标号使用PID端口使用ADAM端口下水箱液位LT103AI0AI0调节阀FV101AO0AO01、实验方案水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为下水位H。使用PID控制，看控制

5、效果。2、控制策略使用PID调节。3、实验步骤1)使用组态软件进行组态。注意实时曲线时间要设定大些，例如15分钟。因为多容积导致的延迟比较大。2)在A3000-FS上，打开手阀JV205、JV201，调节中水箱、下水箱闸板具有一定开度，其余阀门关闭。3)连线：下水箱液位连接到内给定调节仪输入。内给定调节仪的输出连接到调节阀的控制端。4)打开A3000电源。5)在A3000-FS上，启动右边水泵（P102），给中水箱V103注水。6)LT104控制器FV101单回路定值以及数学模型的实验。7)按所学理论操作调节器，进行PID设定。首先还是使用P比例调节，单容实验的P值可以参考。然后再加I值。4、

6、实验结果双容水箱单P调节单I调节不能使双容水箱达到平衡单D调节有一定的偏差PI调节PID调节 PI控制器控制曲线PID控制的曲线具有两个波，然后逐步趋于稳定。由于系统延迟很大，这个稳定时间非常长。比较好的效果是P=24, I=200，D=2。 增加微分项之后，系统在有10%的扰动下，很快就进入稳定状态。根据实验所得数据和参考分析，我们数据所得的P,I,D单调节和PI,PID调节中有些调节是不能使双容水箱稳定的，比较所得，实验是比较成功的，最后所得的P=20;I=200，D=15，与参考比较辅助调节稍微偏大。但是也在正常范围内。实验三 三容水箱液位控制实验与双容水箱液位定值(随动)控制实验全部测

7、量点，算法组态一样，不同的是设定值和结果。测量或控制量测量或控制量标号使用PID端口使用ADAM端口下水箱液位LT103AI0AI0调节阀FV101AO0AO01、实验方案水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为下水位H。使用PID控制，看控制效果。2、控制策略使用PID调节。3、实验步骤1) 使用组态软件进行组态。注意实时曲线时间要设定大些，例如15分钟。因为多容积导致的延迟比较大。2) 在A3000-FS上，打开手动调节阀JV204、JV201，调节上、中、下水箱闸板具有一定开度，其余阀门关闭。3) 连线：下水箱液位连接到内给定调节仪输入。内给定调节仪的输

8、出连接到调节阀的控制端。4) 打开A3000电源。打开电动调节阀开关。5) 在A3000-FS上，启动右边水泵（P102），给上水箱V102注水，同时中水箱V103、下水箱V104分别由上、中水箱注水。6) LT103控制器FV101单回路定值以及数学模型的实验。按所学理论操作调节器，进行PID设定。首先还是使用P比例调节，单容实验的P值可以参考。然后再加I值。4、实验结果单P调节单I调节，液位一直增加单D调节PI调节，I值过大引起较大波动PID调节三容水箱应该使I很小，不然会引起较大的波动从图上可见，该系统的稳定时间非常长，大约1小时根据上面的实验结果和实验参考对比，三容水箱的容积延迟很大，

9、要很久才能稳定，并且由于容积延迟，所以，调节很难，特别要控制积分环节，不然可能引系统振荡，或者积分饱和，所以，最后，把参数调至P=50，I=10，D=100能够是系统在长时间后达到要求。学生实验 心得这次实验让我印象最深的还是控制理论的经典方式，PID调节。而在实验和工程实际中，应用最为广泛的就是PID控制。而他的调节方法一般采用工程整定法。具体是采用纯比例将系统投入自动，此时积分时间放最大，微分时间放0。逐渐减小比例度，使系统刚刚出现等幅振荡，记下这时的比例度PBC和振荡周期TC，PID的比例度和积分时间。如果P太小，使调节过程过长，调节过程过于缓慢；如果P太大，系统的快速性得到保证，但是系统的稳定性变差；如果I较大，难以消除