单容水箱液位定值控制实验

2024-01-14 13:52

本文主要是介绍单容水箱液位定值控制实验,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

实验1 单容水箱液位定值控制实验

一、实验目的

1、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。

2、分析分别用P、PI和PID调节时的过程图形曲线。

3、定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。

二、实验设备

A3000现场系统,任何一个控制系统,万用表

三、实验原理

1、控制系统结构

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5-2-1所示:

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。被调量为水位H。使用P,PI , PID控制,看控制效果,进行比较。

控制策略使用PI、PD、PID调节。

实际上,可以通过控制连接到水泵上的变频器来控制压力,效果可能更好。

2、控制系统接线表

测量或控制量

测量或控制量标号

使用PLC端口

使用ADAM端口

下水箱液位

LT103

AI0

AI0

调节阀

FV101

AO0

AO0

四、实验要求

1、使用比例控制进行单溶液位进行控制,要求能够得到稳定曲线,以及震荡曲线。

2、使用比例积分控制进行流量控制,要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数,进行比较。

3、使用比例积分微分控制进行流量控制,要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数,进行比较。

五、实验内容与步骤

1、系统连接

(1)在A3000-FS上,打开手动调节阀JV201、JV206,调节下水箱闸板开度(可以稍微大一些),其余阀门关闭。

(2)在A3000-CS上,将液位计输出连接到AI0,AO0输出连到电动调节阀上。

(3)打开A3000电源。在A3000-FS上,启动右边水泵。

(4)启动计算机组态软件,进入实验系统选择相应的实验。启动调节器,设置各项参数,可将调节器的手动控制切换到自动控制。

2、比例调节控制。

(1)设置P参数,I参数设置到最大,D=0。观察计算机显示屏上的曲线,待被调参数基本稳定于给定值后,可以开始加干扰实验。

(2)待系统稳定后,选择合适的P,对系统加扰动信号(在纯比例的基础上加扰动,一般可通过改变设定值实现)。记录曲线在经过几次波动稳定下来后,系统有稳态误差,并记录余差大小。

(3)减小P重复步骤,观察过渡过程曲线,并记录余差大小。

(4)增大P重复步骤,观察过渡过程曲线,并记录余差大小。

(5)选择合适的P,可以得到较满意的过渡过程曲线。改变设定值(如设定值由50%变为60%),同样可以得到一条过渡过程曲线。

注意:每当做完一次试验后,必须待系统稳定后再做另一次试验。

3、比例积分调节器(PI)控制

(1)固定比例P值(中等大小),改变PI调节器的积分时间常数值Ti,然后观察加阶跃扰动后被调量的输出波形。

(2)PI固定于某一中间值,然后改变P的大小,观察加扰动后被调量输出的动态波形。

(4)选择合适的P和Ti值,使系统对阶跃输入扰动的输出响应为一条较满意的过渡过程曲线。此曲线可通过改变设定值(如设定值由50%变为60%)来获得。

4、比例积分微分调节(PID)控制

(1)在PI调节器控制实验的基础上,再引入适量的微分作用,即把在仪表上设置D参数,然后加上与前面实验幅值完全相等的扰动,记录系统被控制量响应的动态曲线。

(2)选择合适的P、Ti和Td,使系统的输出响应为一条较满意的过渡过程曲线(阶跃输入可由给定值从50%突变至60%来实现)。

(3)在历史曲线中选择一条较满意的过渡过程曲线进行记录。

六、实验结果

1.比例调节控制

设置P参数,获得过渡过程曲线。

2.比例积分调节器控制

设置I参数,获得过渡过程曲线。

3.比例积分微分调节控制

 设置D参数,获得过渡过程曲线。

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