PID仿真实验报告

自动掌握系统构造特性及PID参数整定试验一、试验目的1、了解FESTO2、把握PID3、把握试凑法对系统PID二、试验设备试验设备承受由德国FESTO、温度站和旁通站五个站点构成，其中前四个站可以独立进展水的液位、流量、压力、温度掌握数据的通信。同时在计算机端使用FESTO检控软件对掌握过程进展监控的返回信号。三、试验内容1、通过计算机监控软件，依据指导书上设定的参数对压力站进展设定，并观看系统阶跃响应曲线的变化，并记录。2、对压力站进展PID参数的整定使得其系统的阶跃响应最优〔独立调整目标〕四、试验结果1、总结试验中液位、流量、压力、温度掌握系统的共同特点。答：(1)四个站点均为对流体的一项物理状态进展检测，并通过检测量与对应物理量预设值的比较结果掌握相应的执行环节使得被掌握量到达预设值。四个站点均承受闭环负反响的掌握方法实现了自动掌握。四个站点均具有传感器，数字掌握器、电动机、泵等主要元件。2、分别写出液位、流量、压力、温度站的闭环掌握系统构造框图。依据试验指导书上所述原理，画出四个站点的闭环掌握系统构造框图如下：液位站闭环掌握系统构造框图比较器比较器预设液位+实际液位数字掌握器 水泵电机-超声波传感器流量站闭环掌握系统构造框图预设流量值

-

数字掌握器

水泵电机或比例阀电压

实际流量流量传感器压力站闭环掌握系统构造框图预设压力值

-

数字掌握器

水泵电机或比例阀电压

实际压力膜阻式压力传感器温度站闭环掌握系统构造框图预设温度值

-

数字掌握器

实际温度值热电偶测温传感器3、试验数据表格记录Ⅰ、FESTO监控软件操作练习，对压力站完成以下试验：设定〔Kp=1，Tr=0.5,Td=0〕设定值W=30，观看系统阶跃响应曲线的变化。由图线可以看出系统的响应为衰减震荡。调整时间较长。设定〔Kp=5，Tr=0.5,Td=0〕设定值W=30，观看系统阶跃响应曲线的变化。由图线可以看出系统发生等幅振荡。设定〔Kp=1，Tr=1,Td=0〕设定值W=30，观看系统阶跃响应曲线的变化。可以看到增大Tr之后，系统的震荡次数大大削减。设定〔Kp=0.5，Tr=1,Td=0〕设定值W=30，观看系统阶跃响应曲线的变化。通过图线可以直观的看到系统的超调量进一步减小，但是系统的调整时间变的更长了。总体来看，增大Kp的值可以使的系统快速靠近设定值，提高了系统的快速性，但是会带来超调以及稳态误差等问题。减小积分环节系数Tr可以看到，系统能够较快的到达预设值，并减小震荡次数。PID掌握的参数，使得系统的阶跃响应最好。1(Kp=0.5,Tr=1,Td=0W=3，用配凑法对D进展整定如下：〔行调试，查找最正确的系数组合〕序号 Kp Ti Td最大超调量稳态误差调整时间/s震荡次数峰值稳态值1 0.3 0.9 08.11%0.04679.875032.433629.953320.280.906.31%-0.013310.125031.893730.013330.280.8608.10%-0.056710.200032.430830.056740.280.80011.23%0.030010.000033.368829.970050.290.8508.96%0.023310.300032.686629.976760.351.100.104.41%-0.00975.8501031.322430.0097Kp减至0.3，具体阶跃响应如上图所示。经过测量觉察，系统的超调量照旧不抱负。故打算连续减小Kp在不断减小KpTr合试验预期。因此，为到达超调量较小、响应速度快、稳态误差小的目的，依据Kp，Tr,Td的调整规章进展不断调试。最终调至Kp=0.35,Tr=1.10,Td=0.10后，得到的曲线根本符合要求，如上图。优点缺点优点缺点Kp可以使输出快速增加设值发生等幅振荡Ti可以增大掌握器的输出态误差进一步减小荡Td可以削减由于积分环节带来微分环节会影响到系统的调