過程控制三水箱仿真

1、過程控制過程討論課總結(jié)本次討論課，我們做了二階、三階水箱的simulink仿真、PID參數(shù)整定以及換熱器的simulink仿真和參數(shù)整定。我們組在課上主要講解了三階水箱模型及其PID參數(shù)整定，下面就是我對這次討論課的總結(jié)：1、三階水箱模型h,眇1as-2主老】L2.尸rlQ針對上圖建立三階水箱的數(shù)學(xué)模型：根據(jù)上面的三階水箱數(shù)學(xué)模型，搭建Simulink模型，將三個水箱抽象為三個子系統(tǒng)，在子系統(tǒng)的內(nèi)部建立流量，液位的關(guān)系。PID輸出控制流量，反饋值為液位：三個子系統(tǒng)：輸出結(jié)果：（液位）（流量）由上面的輸出結(jié)果可以看出，即使是在加了噪聲擾動和對象擾動的情況下，液位依然能夠跟隨設(shè)定值，最后穩(wěn)定在設(shè)定

2、值的一個范圍內(nèi)。由于中間的水箱的存在，將左右兩個水箱解耦合了，即這兩個水箱的液位不會直接影響，這就為兩個水箱克服外部的擾動提供了有利的條件。討論課上的收獲：擾動的位置不同，對系統(tǒng)輸出的影響也不同。例如，在模型中加入測量擾動或?qū)ο髷_動，將兩者的輸出放在一起比較，可以發(fā)現(xiàn)：對象擾動發(fā)生后，負(fù)反饋控制系統(tǒng)可以很好地克服此類擾動，使輸出跟隨設(shè)定值；測量擾動發(fā)生后，可以看做是傳感器出現(xiàn)了問題，被控變量的測量值就不準(zhǔn)確，測量計算的偏差與實際的偏差之間存在差別，這使得PID控制器不能很好地對實際偏差作出響應(yīng)來彌補這種擾動。由此可見儀表選型在工業(yè)現(xiàn)場中的重要性，如果選擇的儀表不能夠達到所需的要求，則會對整個輸

3、出產(chǎn)生很大的影響，而且這種影響是不易檢測出的。對于做控制的人來講，學(xué)會“封裝”很重要，即將自己做的控制方案封裝在一個盒子中，讓不懂控制的操作人員能夠很簡單的操作、使用這種控制系統(tǒng)。這次我們做的三階水箱模型中，我只是把每個水箱封裝了一下，并沒有把整個三階水箱系統(tǒng)封裝在一個子系統(tǒng)里。2、二階水箱二階水箱實物模型、數(shù)學(xué)模型：搭建二階水箱的Simulink仿真模型：兩個子系統(tǒng)如下所示：整定PID參數(shù)，得到輸出曲線：H1H2二階水箱與三階水箱相比，數(shù)學(xué)模型簡單了許多。因此我仿照三階水箱的simulink模型，搭建了二階水箱的仿真模型。從得到的輸出曲線可以看出，在設(shè)定液位發(fā)生階躍變換后，水箱的實際液位最終能夠跟蹤設(shè)定值得變化。但是，可以看出，系統(tǒng)依然存在著響應(yīng)速度慢和積分飽和的問題。3、換熱器可以得到換熱器最關(guān)鍵的一步是數(shù)學(xué)熱平衡方程:換熱器的前饋控制，存在兩種控制方案:針對控制方案一，搭建simulink模型:換熱器的前饋反饋控制方案1mHED刊剛TdSPi-feas1得到如下輸出：從輸出曲線可以看出，在50s時，冷流體的入口溫度發(fā)生突變，系統(tǒng)對于此擾動能夠做出很好的響應(yīng)，并且將出口溫度穩(wěn)定在設(shè)定值的范圍內(nèi)。針對控制方案二，搭建simulink模型：II*何強*«