串級(jí)控制系統(tǒng)整定試驗(yàn)報(bào)告

本文格式為Word版，下載可任意編輯——串級(jí)控制系統(tǒng)整定試驗(yàn)報(bào)告串級(jí)控制系統(tǒng)仿真一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)把握動(dòng)態(tài)模型的創(chuàng)立方法.。(2)把握串級(jí)控制系統(tǒng)整定方法。(3)了解控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。（4）了解串聯(lián)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。二、串級(jí)控制系統(tǒng)原理

.串級(jí)控制系統(tǒng)：就是由兩個(gè)調(diào)理器串聯(lián)在一起，控制一個(gè)執(zhí)行閥，實(shí)現(xiàn)定值控制的控制系統(tǒng)。.串級(jí)控制系統(tǒng)的通用方框圖：

二次擾動(dòng)設(shè)定值一次擾動(dòng)主參數(shù)

?主調(diào)理器?副調(diào)理器執(zhí)行閥副對(duì)象主對(duì)象副參數(shù)副檢測(cè)變送器主檢測(cè)變送器.串級(jí)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：（1）改善了被控過程的動(dòng)態(tài)特性。（2）提高了系統(tǒng)的工作頻率。（3）具有較強(qiáng)的抗擾動(dòng)能力。（4）具有一定的自適應(yīng)能力。.兩步整定法

（1）工況穩(wěn)定時(shí)，閉合主回路，主、副調(diào)理器都在純比例作用的條件下，主調(diào)理器的比例度置于100%，用單回路控制系統(tǒng)的衰減曲線法整定，求取副調(diào)理器的比例度?s和操作周期Ts。

（2）將副調(diào)理器的比例度置于所求得的數(shù)值上，把副回路作為主回路中的一個(gè)環(huán)節(jié)，用同樣方法整定主回路，求取主調(diào)理器的比例度和操作周期。三、試驗(yàn)步驟

（1）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，運(yùn)行MATLAB應(yīng)用程序。（2）在MATLAB命令窗口輸入Smulink,啟動(dòng)Simulink。

（3）在Simulink庫瀏覽窗口中，單擊工具欄中的新建窗口快捷按鈕或在Simulink庫窗口中選擇菜單命令FileNewModeel,開啟一個(gè)標(biāo)題為“Untitled〞的空白模型編輯窗口。（4）設(shè)被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為：

21?，要求被調(diào)量始24(1?10s)(1?20s)終維持在設(shè)定值。設(shè)計(jì)一個(gè)串級(jí)控制系統(tǒng)，并且要求控制系統(tǒng)的衰減率為75%，靜態(tài)誤差為零。用MATLAB創(chuàng)立仿真模型。（5）按兩步整定法整定調(diào)理器參數(shù)。

（6）按步驟（5）的結(jié)果設(shè)置調(diào)理器參數(shù)，啟動(dòng)仿真，通過示波器模塊觀測(cè)并記錄系統(tǒng)輸出的變化曲線。（7）施加內(nèi)擾，觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況。.衰減曲線法整定參數(shù)計(jì)算表：

調(diào)理器參數(shù)控制規(guī)律?TiTdPPI2?s1.2?s0.5TsPID

0.8?s0.3Ts0.1Ts四、系統(tǒng)曲線及其整定參數(shù)1、內(nèi)回路系統(tǒng)的整定

利用MATLAB軟件進(jìn)行整定，置內(nèi)回路調(diào)理器積分時(shí)間Ti為零，微分時(shí)間Td為零，比例帶?為較大值，并將系統(tǒng)投入運(yùn)行。改變調(diào)理器Kp的數(shù)值，直到系統(tǒng)出現(xiàn)4：1的衰減震蕩過程。此時(shí)調(diào)理器的參數(shù)為Kp=10，Ki=0，Kd=0試驗(yàn)原理圖：

整定的系統(tǒng)曲線如下：

2、外回路系統(tǒng)的整定

利用MATLAB軟件進(jìn)行整定，內(nèi)回路調(diào)理器不變，置外回路調(diào)理器積分時(shí)間Ti為零，微分時(shí)間Td為零，比例帶?為較大值，并將系統(tǒng)投入運(yùn)行。改變調(diào)理器Kp的數(shù)值，直到系統(tǒng)出現(xiàn)4：1的衰減震蕩過程。如圖：

此時(shí)的比例帶0.8?s=1.8，Ts=153，?s=2.25

則計(jì)算出的PID參數(shù)為：Kp=1.8，Ki=0.039，Kd=27.54。對(duì)上述計(jì)算參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直到曲線更好的出現(xiàn)4：1的衰減震蕩過程。試驗(yàn)原理圖：

整定曲線如下：

六、試驗(yàn)結(jié)果分析

(1)串級(jí)控制系統(tǒng)由于副回路的存在，提高了系統(tǒng)的工作頻率，減小了振蕩周期，在衰減系數(shù)一致的狀況下，縮短了調(diào)理時(shí)間，提高了系統(tǒng)的快速性。

（2）將計(jì)算的參數(shù)設(shè)置為PID參數(shù)，得到的曲線整體形狀已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期要求，但超調(diào)量和衰減率還沒有達(dá)到要求，故需要進(jìn)一步細(xì)調(diào)。

（3）對(duì)上述系統(tǒng)經(jīng)行細(xì)調(diào)，首先調(diào)理積分環(huán)節(jié)和比例環(huán)節(jié)，使系

統(tǒng)的衰減率近似達(dá)到75%，