广西大学过控试验报告

1、广西大学实验报告姓名院专业班年月日实验内容指导教师一、控制系统图二、实验曲线1 .纯比例(P)控制(1) P=5,I=3600,D=0(2)P=10,I=3600,D=0(3)P=30,I=3600,D=0yewei75.0050.00outHO口0.0002:37:42,62402:39:12624O2;4l:招64(4)P=60,I=3600,D=002:35:42,624100.OCL1100.000-43;425E402:35:2.6242、比例积分(PI)控制(1)P=10,I=10,D=0LOOOOLJffiZ4D525D0口inuuujth：-p-j-KiharT、ffll.ha

2、1g|jhl1h8j1,43dbng.VhB*150.00.FBhhr4JQJJt-tnIX:rJ二-J1.土市ntH5.00I-a；(R卜sF1iir./JAll*a/innntiJw0?10爻300024?送5000?44&SCO02465?51Mloz嗝5?5TO(2)P=10,I=30,D=0(3)P=10,I=60,D=03、比例积分微分(PID)控制(1)P=10,I=30,D=5(2)P=10,I=30,D=103301.1L59Z三、根据曲线，分析P,PI控制大致具有哪些趋势特征。由图像可知，纯P控制时，P值越大，振荡反应越快；P值小时，系统振荡并逐渐趋于平缓；P值过大时，系统

3、无振荡并平缓接近设定值；且P控制输出的变化与输入控制器的偏差(设定值与输出值的偏差)成比例关系，偏差越大输出越大。PI控制结合P和I控制的优点，其中的比例控制作用使系统反应迅速及时，积分控制作用能消除系统余差，使曲线迅速达到设定值。四、给出各个控制条件下的衰减比n,超调量/最大偏差，余差e(),以及调整时间。1 .纯比例(P)控制(1)第一个图像(P=5,I=3600,D=0),其中指第一次波峰值，指第二次波峰值，y()指最终稳态值，指设定值。根据仪表参数可知，y()=41.90,=40.00,晦|fll.SD|40.oa窗出通；|I衰减比n=5.8/0.8=7.25超调量/最大偏差=x100

4、%=x100%=13.84%余差e()=y()-=41.90-40=1.90调整时间=200s(2)第二个图像(P=10,I=3600,D=0),其中指第一次波峰值，指第二次波峰值，y()指最终稳态值，指设定值。根据仪表参数可知，y()=49.40,=50.00沱限宜：英70觥值：ISO.00精上登:I36,E0衰减比n=5/0.01=超调量/最大偏差=x100%=x100%=10.12%余差e()=y()-=49.90-50=-0.1调整时间=160s2 .比例积分(PI)控制第三个图像(P=10,I=60,D=0),其中指第一次波峰值,值，y()指最终稳态值，指设定值。根据仪表参数可知，y

5、()=39.90,=40.00饱恻值二|39L9D曲E值：|40ioo-输出值：衰减比n=4.58/0.46=9.95超调量/最大偏差=x100%=x100%=11.48%余差e()=y()-=39.90-40.00=-0.1调整时间=180s3 .比例积分微分(PID)控制第一个图像(P=10,I=30,D=5),其中指第一次波峰值,值，y()指最终稳态值，指设定值。根据仪表参数可知，y()=49.90,=50.00侬i愉：|鼻用雌徜：-50.W输出值:|37MJ衰减比n=4.58/0=指第二次波峰指第二次波峰超调量/最大偏差=x100%=x100%=9.18%余差e()=y()-=49.9

6、0-50.00=-0.1调整时间=180s五、结合这些数据，分析P、I、D参数对控制系统的影响。1 .在纯比例P控制中，P越大，衰减比越大，反映出系统的相应也就越快，但系统存在余差，且余差的大小也受P参数的影响，P越大时余差越小。2 .在纯比例控制P的基础上加入积分I控制后，系统的余差为-0.1可近似当做零处理，从而验证了积分I可以消除系统余差的结论。3 .在比例积分PI的基础上加入微分D控制后，衰减比变大，衰减比略有减小，余差也近似为零。4 .PID各参数对超调量的改变不明显，但对衰减比、余差和调整时间的影响较大。六、回答思考题。1 .分析积分分量I与被控系统的响应时间有什么关系。如果减少单

7、容系统的容积，那么对控制系统的I是应该增大还是减少？答：积分作用越强，系统的响应时间就越快；反之，积分作用越弱系统响应时间越长。当减少系统被控对象的容积时，控制系统的积分作用应该减少2 .单容液位控制系统的被控对象时间常数Tp和Kp的大小取决于什么？答：确定比例增益P时，首先去掉PID的积分项和微分项，使PID为纯正比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%-70%由0逐渐加大比例增益，直至出现震荡；在反过来，从此时的P逐渐减少，直至系统震荡消失，记录此时的P,设定此PID的比例增益为当前PID的60%-70%此时P调试完成。七、实验总结通过该实当的学习，熟悉了单回路反馈控制系统的组成和工作原理及其单回路