實驗十二 智能調(diào)節(jié)儀溫度控制實驗

1、實驗十二智能調(diào)節(jié)儀溫度控制實驗一、實驗目的：了解PID智能模糊加位式調(diào)節(jié)溫度控制原理。二、實驗儀器：智能調(diào)節(jié)儀、PT100、溫度源三、實驗原理：位式調(diào)節(jié)位式調(diào)節(jié)（ON/OFF）是一種簡單的調(diào)節(jié)方式，常用于一些對控制精度不高的場合作溫度控制，或用于報警。位式調(diào)節(jié)儀表用于溫度控制時，通常利用儀表內(nèi)部的繼電器控制外部的中間繼電器再控制一個交流接觸器來控制電熱絲的通斷達到控制溫度的目的。PID智能模糊調(diào)節(jié)PID智能溫度調(diào)節(jié)器采用人工智能調(diào)節(jié)方式,是采用模糊規(guī)則進行PID調(diào)節(jié)的一種先進的新型人工智能算法，能實現(xiàn)高精度控制，先進的自整定（AT）功能使得無需設置控制參數(shù)。在誤差大時，運用模糊算法進行調(diào)節(jié)，以

2、消除PID飽和積分現(xiàn)象，當誤差趨小時，采用PID算法進行調(diào)節(jié)，并能在調(diào)節(jié)中自動學習和記憶被控對象的部分特征以使效果最優(yōu)化具有無超調(diào)、高精度、參數(shù)確定簡單等特點。溫度控制基本原理由于溫度具有滯后性，加熱源為一滯后時間較長的系統(tǒng)。本實驗儀采用PID智能模糊+位式雙重調(diào)節(jié)控制溫度。用報警方式控制風扇開啟與關閉，使加熱源在盡可能短的時間內(nèi)控制在某一溫度值上，并能在實驗結(jié)束后通過參數(shù)設置將加熱源溫度快速冷卻下來，可節(jié)約實驗時間。當溫度源的溫度發(fā)生變化時，溫度源中的熱電阻PtlOO的阻值發(fā)生變化，將電阻變化量作為溫度的反饋信號輸給PID智能溫度調(diào)節(jié)器，經(jīng)調(diào)節(jié)器的電阻-電壓轉(zhuǎn)換后與溫度設定值比較再進行數(shù)字P

3、ID運算輸出可控硅觸發(fā)信號（加熱）和繼電器觸發(fā)信號（冷卻），使溫度源的溫度趨近溫度設定值。PID智能溫度控制原理如圖12-1所示。溫度顯A/D轉(zhuǎn)換E?逗度設嗣J亟節(jié)PID智能溫展調(diào)節(jié)雒上限溫度繼電器C-2.2QV加熱器加熱源2IV冷卻域扇圖12-1PID智能溫度控制原理框圖四、實驗內(nèi)容與步驟:在控制臺上的“智能調(diào)節(jié)儀”單元中“輸入”選擇“PtlOO”，并按圖12-2接線（注意:PT100的兩根同色線接在試驗臺上的同色接口中）。將“+24V輸出”經(jīng)智能調(diào)節(jié)儀“繼電器輸出”，接加熱器風扇電源，打開調(diào)節(jié)儀電源。按住“|鍵3秒以下，進入智能調(diào)節(jié)儀A菜單，儀表靠上的窗口顯示溫度設定“甜”,靠下窗口顯示待

4、設置的設定值。當LOCK等于0或1時使能，設置溫度的設定值，按可改變小數(shù)點位置，按魚或切鍵可修改靠下窗口的設定值。否則提示LCK”表示已加鎖。再按3秒以下，回到初始狀態(tài)。按住釀莎鍵3秒以上，進入智能調(diào)節(jié)儀B菜單，靠上窗口顯示“曲1”，靠下窗口顯示待設置的上限偏差報警值。按“V”可改變小數(shù)點位置，按或鍵可修改靠下窗口的上限報警值。溫度達到設定溫度值+上限偏差報警值時儀表右上“AL1”指示燈亮。（參考值0.5）繼續(xù)按：川丁鍵3秒以下，靠上窗口顯示“ATH”，靠下窗口顯示待設置的自整定開關，按設置，“0”自整定關，“1”自整定開，開時儀表右上“AT”指示燈亮。繼續(xù)按汕丁鍵3秒以下，靠上窗口顯示“dP

5、”，靠下窗口顯示待設置的儀表小數(shù)點位數(shù)，按“*”可改變小數(shù)點位置，按血或鍵可修改靠下窗口的比例參數(shù)值。（參考值1）繼續(xù)按$旦丁鍵3秒以下，靠上窗口顯示“P”，靠下窗口顯示待設置的比例參數(shù)值，按“V”可改變小數(shù)點位置，按或:*鍵可修改靠下窗口的比例參數(shù)值。繼續(xù)按汕T鍵3秒以下，靠上窗口顯示“I”，靠下窗口顯示待設置的積分參數(shù)值，按“”可改變小數(shù)點位置，按或:*鍵可修改靠下窗口的積分參數(shù)值。繼續(xù)按汕T鍵3秒以下，靠上窗口顯示“d”，靠下窗口顯示待設置的微分參數(shù)值，按“”可改變小數(shù)點位置，按或:E鍵可修改靠下窗口的微分參數(shù)值。10、繼續(xù)按汕T鍵3秒以下，靠上窗口顯示“T”靠下窗口顯示待設置的輸出周期

6、參數(shù)值，按“*”可改變小數(shù)點位置，按或鍵可修改靠下窗口的輸出周期參數(shù)值。11、繼續(xù)按旦丫鍵3秒以下，靠上窗口顯示“SC”靠下窗口顯示待設置的測量顯示誤差修正參數(shù)值，按“V”可改變小數(shù)點位置，按或鍵可修改靠下窗口的測量顯示誤差修正參數(shù)值。（參考值0）12、繼續(xù)按孰莎鍵3秒以下，靠上窗口顯示“UP”靠下窗口顯示待設置的功率限制參數(shù)值，按“”可改變小數(shù)點位置，按或鍵可修改靠下窗口的功率限制參數(shù)值。（參考值100%）13、按照上述步驟將溫度控制在50度。I斛能調(diào)廿儀OPt103I關調(diào)節(jié)牧電iffiAC220VU電它mv汕刪鏡代感和扎Tn-圖12-2實驗接線五、實驗報告：PID調(diào)節(jié)中各參數(shù)（比例、積分、

7、微分系數(shù)）對控制效果的影響1積分速度（積分常數(shù)）的大小對調(diào)節(jié)過程影響增大積分速度調(diào)節(jié)閥的速度加快，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低當積分速度大到超過某一臨界值時，整個系統(tǒng)變?yōu)椴环€(wěn)定，出現(xiàn)發(fā)散的振蕩過程。SO愈大，則調(diào)節(jié)閥的動作愈快，就愈容易引起和加劇振蕩，而最大動態(tài)偏差則愈來愈小。減小積分速度調(diào)節(jié)閥的速度減慢，結(jié)果是系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加了，但調(diào)節(jié)速度變慢當積分常數(shù)小到某一臨界值時，調(diào)節(jié)過程變?yōu)榉钦袷庍^程。無論增大還是減小積分速度，被調(diào)量最后都沒有殘差余差(或靜差)是指：被調(diào)參數(shù)的新的穩(wěn)定值與給定值不相等而形成的差值。余差的大小與調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)K或比例帶有關放大系數(shù)越小，即比例帶越大，余差就越大；放大系數(shù)越大，即比例帶越小，比例調(diào)節(jié)作用越強，余差就越小。比例帶對于調(diào)節(jié)過程的影響比例調(diào)節(jié)的特點：比例調(diào)節(jié)的輸出增量與輸入增量呈一一對應的比例關系，即:u=Ke比例調(diào)節(jié)反應速度快，輸出與輸入同步，沒有時間滯后，其動態(tài)特性好。比例調(diào)節(jié)的結(jié)果不能使被調(diào)參數(shù)