自動(dòng)控制 溫度PID控制實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)四溫度PID控制實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)了解簡(jiǎn)單反饋系統(tǒng)的組成，掌握簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)“手動(dòng)自動(dòng)”無(wú)擾動(dòng)切換投運(yùn)方法以及用臨界比 例度法對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行工程整定。2、實(shí)驗(yàn)原理溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)原理框圖如圖4所示，圖中電/氣轉(zhuǎn)換器、可控硅控制器和容器溫度組成廣義被控對(duì)象。 容器溫度為系統(tǒng)控制對(duì)象，記為Ty。溫度變送器檢測(cè)得到輸出的4-20mA的電流反饋信號(hào)Tfy，由數(shù)據(jù)采集卡 經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，輸入計(jì)算機(jī)。再與給定值T (從鍵盤輸入)比較，得到偏差信號(hào)計(jì)算機(jī)根據(jù)偏差 r信號(hào)，執(zhí)行相應(yīng)的控制算法程序，例如，數(shù)字PID控制算法、自校正控制算法、模糊控制算法或者其它控制 算法等，計(jì)算出控制量經(jīng)D/A

2、轉(zhuǎn)換成1-5V的電壓，再經(jīng)電壓-電流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流控制信號(hào)孔。 控制廣義對(duì)象的輸出Ty，使其跟蹤給定值Tr。U圖4被控對(duì)象為容器溫度，操作變量為可控硅電壓輸出的溫度控制系統(tǒng) 該實(shí)驗(yàn)裝置組成閉環(huán)控制系統(tǒng)時(shí)，計(jì)算機(jī)都采用增量式PID算式：，T，T，-，-(2-1)u(k) = u(k 1) + K (e(k) e(k 1) + e(k) + 芋(e(k) 2e(k 1) + e(k 2)i其中：(k):當(dāng)前時(shí)刻的控制量u(k 1):上一時(shí)刻的控制量K :放大倍數(shù)，對(duì)應(yīng)控制參數(shù)“P”T :積分常數(shù)，對(duì)應(yīng)控制參數(shù)“I”T :微分常數(shù)，對(duì)應(yīng)控制參數(shù)“D”T :控制周期e(k):當(dāng)前時(shí)刻的

3、給定量和檢測(cè)量的偏差 e(k 1):上一時(shí)刻的給定量和檢測(cè)量的偏差e(k 2):兩個(gè)時(shí)刻前的給定量和檢測(cè)量的偏差3、接線說(shuō)明模擬信號(hào)端子板和測(cè)量信號(hào)以及控制信號(hào)的接線簡(jiǎn)圖如圖5所示圖5溫度實(shí)驗(yàn)中模擬信號(hào)端子板和測(cè)量信號(hào)以及控制信號(hào)的接線簡(jiǎn)圖FT1 +FT2+FT1-FT2-TT1鋪人1浦袒勒端:TT2 醯人之通迪魚(yú)端TT1+輔人1通誼正端TT2+輔入占阻迫正漏420mA 電流蝕機(jī)暇I二可控硅注意：1、電壓-電流轉(zhuǎn)換器需要的24V工作電源從儀表控制柜上+24V接入 儀表控制柜和模擬信號(hào)端子板的連接：只允許改變儀表控制柜的面板插座孔一側(cè)的接線，模擬信號(hào)端子板一 側(cè)的接線不允許變動(dòng)。儀表控制柜的輸出

4、信號(hào)TT1，TT2, FT1，F(xiàn)T2的+”分別連至端子板上的“1”、“5”、“20”、“24”端子；TT1，TT2，F(xiàn)T1，F(xiàn)T2 的“-”分別連至端子板上的 “9”、“10”、“28”、“29”端子，電 壓-電流轉(zhuǎn)換器I的輸入“ + ”“-”端分別連到信號(hào)端子板的“30”、“14”端子，儀表控制柜的控制輸入信號(hào) ZK的“ + ” “-”分別連到電壓-電流轉(zhuǎn)換器I的輸出“+” “-”端，電壓-電流轉(zhuǎn)換器II的輸入接到數(shù)據(jù)采集卡 的“32” “14”端子，VL1的 + ”和“-”端或者VL2的 + ”和“-”端可以作為擾動(dòng)輸入信號(hào)連到電壓- 電流轉(zhuǎn)換器II的輸出 + ” “-”端子。4、實(shí)驗(yàn)畫(huà)面

5、使用說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)由三個(gè)不同的畫(huà)面組成：“實(shí)時(shí)監(jiān)控”畫(huà)面如上圖6所示：“工藝流程圖”如上圖8所示；“響 應(yīng)曲線”畫(huà)面如下圖9所示。.溫度控制數(shù)字PID控制實(shí)會(huì)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)格(H)幫助(to實(shí)驗(yàn)世態(tài)一實(shí)驗(yàn)方式選擇：自動(dòng)G手動(dòng) 實(shí)驗(yàn)狀態(tài)：溫度控制單回路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)象：內(nèi)容器溫度“手動(dòng)” 或者“自動(dòng)”方式?！笆謩?dòng)”方式下，設(shè)定“手動(dòng)輸出”值、“時(shí)間軸”以及一些其它參數(shù)，實(shí)驗(yàn)信息 中的“對(duì)象溫度”一檔對(duì)應(yīng)的是采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。圖的右上方的X，Y坐標(biāo)值顯示鼠標(biāo)點(diǎn)擊曲線的對(duì) 應(yīng)值。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的“自動(dòng)”方式下，改變P、I、D、控制周期四個(gè)參數(shù)后，需要按下“參數(shù)投運(yùn)” 按鍵，參數(shù)設(shè)置才可有效。在線改變其它參數(shù)，按下回車

6、鍵參數(shù)修改有效。5、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1）進(jìn)入溫度數(shù)字PID實(shí)驗(yàn)畫(huà)面，系統(tǒng)的默認(rèn)方式是手動(dòng)方式。2）“手動(dòng)”方式時(shí)：手動(dòng)設(shè)定“手動(dòng)輸出”的電流值和“自動(dòng)”方式運(yùn)行時(shí)缺、I、D、控制周期、控制 死區(qū)、擾動(dòng)輸出等參數(shù)。3）系統(tǒng)輸出基本接近給定值時(shí)，將“手動(dòng)”方式無(wú)擾切換到“自動(dòng)”方式進(jìn)行控制。4）然后觀察控制量和被控量的變化曲線，調(diào)整PID控制參數(shù)值，最終的PID參數(shù)調(diào)整值將寫入數(shù)據(jù)庫(kù)以 備今后作數(shù)據(jù)分析使用，也可以從實(shí)驗(yàn)監(jiān)控畫(huà)面觀察水溫的變化。5）可以點(diǎn)擊波形上的任一點(diǎn)，從右上方的坐標(biāo)得到任一點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)（X）和對(duì)應(yīng)的溫度值（Y）。6、實(shí)驗(yàn)要求分析不同參數(shù)設(shè)置下的溫度響應(yīng)波形并說(shuō)明原因。7、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)