過(guò)程控制系統(tǒng)試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)2匯編

1、過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)張彩霞 陳廣義 編佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院2013 年 9 月、八 冃IJ g過(guò)程控制是工業(yè)自動(dòng)化的重要分支。 近年來(lái)，工業(yè)過(guò)程控制取得了快速的發(fā) 展，無(wú)論是在大規(guī)模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中， 還是在傳統(tǒng)工業(yè)過(guò)程改造中, 過(guò)程控制技術(shù)對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量以及節(jié)省能源等均起著十分重要的作用。過(guò)程控制系統(tǒng)是自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。作為過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)部分，起到了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程理論體系理解，提高理論結(jié)合實(shí)際的能力。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)包括六個(gè)部分的內(nèi)容，從被控過(guò)程建立數(shù)學(xué)模型出發(fā)，分別設(shè)有單回路控制系統(tǒng)的建模與仿真、串級(jí)控制系統(tǒng)的建模與仿真、前饋控制系統(tǒng)、 大滯后過(guò)程預(yù)

2、估計(jì)補(bǔ)償控制系統(tǒng)，根據(jù)過(guò)程控制系統(tǒng)的本質(zhì)與特點(diǎn)，系統(tǒng)地討論了各種控制系統(tǒng)的建模方法， 力圖使學(xué)生掌握過(guò)程控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)基本原理和技術(shù)。目錄實(shí)驗(yàn)一單回路控制系統(tǒng)的建模與仿真1實(shí)驗(yàn)二串級(jí)控制系統(tǒng)的建模與仿真3實(shí)驗(yàn)三前饋控制系統(tǒng)5實(shí)驗(yàn)四大滯后過(guò)程預(yù)估計(jì)補(bǔ)償控制系統(tǒng)7實(shí)驗(yàn)一單回路控制系統(tǒng)的建模與仿真教材 P164習(xí)題 12 要求： 1. 建立數(shù)學(xué)模型； 2.整定調(diào)節(jié)器參數(shù)值； 3.仿真調(diào)試對(duì)給定被控過(guò)程，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器對(duì)給定被控過(guò)程，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器實(shí)驗(yàn)二 串級(jí)控制系統(tǒng)的建模與仿真1. 對(duì)給定三階系統(tǒng)，設(shè)計(jì)單回路 PID 調(diào)節(jié)器，觀察并記錄曲線，上升時(shí)間、超調(diào)量、 調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差。改變 PID 參數(shù)值，

3、觀察輸出曲線的變化規(guī)律。2. 設(shè)計(jì)串級(jí)控制調(diào)節(jié)器，觀察并記錄曲線，上升時(shí)間、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差 改變調(diào)節(jié)器參數(shù)值，觀察輸出曲線的變化規(guī)律。 比較兩種控制方案，從中可得到什么結(jié)論 ?3. 假設(shè)隧道窯的燃燒室、燒成帶的數(shù)學(xué)模型為慣性加純滯后環(huán)節(jié)G0(s) Ke ，分別0T0s 15s 10s為 G0 e 和 G1 e ，其控制系統(tǒng)的框圖為：0 7S 1 1 50S 1圖隔焰式隧道窯溫度控制系統(tǒng)框圖1. 請(qǐng)根據(jù)已知的燃燒室、 燒成帶的數(shù)學(xué)模型對(duì)隔焰式隧道窯溫度進(jìn)行控制， 使其滿足超 調(diào)小于 40%，用 Matlab 進(jìn)行仿真，并給出仿真圖形2. 在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)串級(jí)控制回路，畫(huà)出串級(jí)控制系統(tǒng)框

4、圖，用 Matlab 進(jìn)行仿真，并給 出仿真圖形。3. 給出加入一次擾動(dòng)、 二次擾動(dòng)的仿真圖， 比較在單回路控制及串級(jí)控制作用下， 同時(shí) 加入一次擾動(dòng)、二次擾動(dòng)的仿真結(jié)果。實(shí)驗(yàn)三 前饋控制系統(tǒng)1. 對(duì)給定慣性純滯后過(guò)程對(duì)象、 觀察單回路 PID 調(diào)節(jié)器曲線，并記錄上升時(shí)間、超調(diào)量、 調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差。2. 加入擾動(dòng)，觀察記錄輸出曲線的變化。3. 引入靜態(tài)前饋，觀察記錄曲線的變化4. 引入動(dòng)態(tài)前饋，觀察記錄曲線的變化15S 1 60S 1傳遞函數(shù)為： Gd0.850S 11 )引入靜態(tài)前饋，觀察記錄曲線的變化，超調(diào)要求小于 20%，并記錄上升時(shí)間、超 調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差。1000。2) 引入動(dòng)態(tài)前饋，觀察記錄曲線的變化，超調(diào)要求小于 20%，并記錄上升時(shí)間、 超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差。提示：在 matlab 仿真中，為了便于觀察結(jié)果，需把仿真時(shí)間設(shè)置的長(zhǎng)些，本題可設(shè)置為實(shí)驗(yàn)四 大滯后過(guò)程預(yù)估計(jì)補(bǔ)償控制系統(tǒng)1. 對(duì)給定慣性過(guò)程加入 PI 調(diào)節(jié)器后，觀察記錄階躍響應(yīng)曲線2. 過(guò)程引入大滯后，觀察記錄階躍響應(yīng)曲線3. 系統(tǒng)采用 smith 預(yù)估補(bǔ)償方案，觀察記錄響應(yīng)曲線，從中可得出什么結(jié)論？G0(10S 1)(25S 1) ，設(shè)計(jì) PI 控制，使其超調(diào)控制在4. 綜合題1)假設(shè)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型為55%以下，用 Matlab 進(jìn)行仿真，G03 e2)加入純滯后環(huán)節(jié)后變?yōu)?/p>