过程控制三水箱仿真_第1页
过程控制三水箱仿真_第2页
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文档简介

1、过程控制过程讨论课总结本次讨论课,我们做了二阶、三阶水箱的simulink仿真、PID参数整定以及换热器的simulink仿真和参数整定。我们组在课上主要讲解了三阶水箱模型及其PID参数整定,下面就是我对这次讨论课的总结:1、三阶水箱模型h,眇1as-2主老】L2.尸rlQ针对上图建立三阶水箱的数学模型:根据上面的三阶水箱数学模型,搭建Simulink模型,将三个水箱抽象为三个子系统,在子系统的内部建立流量,液位的关系。PID输出控制流量,反馈值为液位:三个子系统:输出结果:(液位)(流量)由上面的输出结果可以看出,即使是在加了噪声扰动和对象扰动的情况下,液位依然能够跟随设定值,最后稳定在设定

2、值的一个范围内。由于中间的水箱的存在,将左右两个水箱解耦合了,即这两个水箱的液位不会直接影响,这就为两个水箱克服外部的扰动提供了有利的条件。讨论课上的收获:扰动的位置不同,对系统输出的影响也不同。例如,在模型中加入测量扰动或对象扰动,将两者的输出放在一起比较,可以发现:对象扰动发生后,负反馈控制系统可以很好地克服此类扰动,使输出跟随设定值;测量扰动发生后,可以看做是传感器出现了问题,被控变量的测量值就不准确,测量计算的偏差与实际的偏差之间存在差别,这使得PID控制器不能很好地对实际偏差作出响应来弥补这种扰动。由此可见仪表选型在工业现场中的重要性,如果选择的仪表不能够达到所需的要求,则会对整个输

3、出产生很大的影响,而且这种影响是不易检测出的。对于做控制的人来讲,学会“封装”很重要,即将自己做的控制方案封装在一个盒子中,让不懂控制的操作人员能够很简单的操作、使用这种控制系统。这次我们做的三阶水箱模型中,我只是把每个水箱封装了一下,并没有把整个三阶水箱系统封装在一个子系统里。2、二阶水箱二阶水箱实物模型、数学模型:搭建二阶水箱的Simulink仿真模型:两个子系统如下所示:整定PID参数,得到输出曲线:H1H2二阶水箱与三阶水箱相比,数学模型简单了许多。因此我仿照三阶水箱的simulink模型,搭建了二阶水箱的仿真模型。从得到的输出曲线可以看出,在设定液位发生阶跃变换后,水箱的实际液位最终能够跟踪设定值得变化。但是,可以看出,系统依然存在着响应速度慢和积分饱和的问题。3、换热器可以得到换热器最关键的一步是数学热平衡方程:换热器的前馈控制,存在两种控制方案:针对控制方案一,搭建simulink模型:换热器的前馈反馈控制方案1mHED刊刚TdSPi-feas1得到如下输出:从输出曲线可以看出,在50s时,冷流体的入口温度发生突变,系统对于此扰动能够做出很好的响应,并且将出口温度稳定在设定值的范围内。针对控制方案二,搭建simulink模型:II*何強*«

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