实验三液位前馈

1、液位前馈-反馈复合控制实验报告书实验名称：液位前馈-反馈复合控制姓名： _班级：学号：指导老师：一、实验名称：液位前馈-反馈复合控制二、实验设备：组态软件、实验箱。三、实验过程：需要注意的一点是：组态软件采用所有的工程量都是0-100。如液位的 实际最高高度为28cm，液位参数设置时取20%，50%等类似的百分比U101* *i J U102VI04a)流量液位前馈反馈控制1实验目的与要求实验前需熟悉复合控制的原理与特点。熟悉仪表装置，如检测单元、控制单元、执行单元等。通过实验掌握前馈补偿器的设计方法。2实验系统组成2.1实验原理流程图如图2.3.1所示。水介质由泵U101(P101)从水箱V

2、104中加压获得压 头，经流量计FT101、电动调速器U101、水箱V101、手阀QV116回流至水箱V104 而形成水循环，负荷的大小通过手阀QV116来调节；其中，水箱V101的液位由 液位变送器LT101测得，给水流量由流量计FT101测得。本例中调速器U101为操 纵变量，LT101为被控变量，接收流量的前馈信号参予到定值系统中，整体构 成前馈一反馈控制系统。2.2前馈补偿器,如果水路流量出现扰动，经过流量计FT101测量之后，测量得到干扰的大小, 然后通过调整调速器开度，直接进行补偿。本次实验采用静态补偿，补偿器数值 为图2.3. 1中的前馈系数K。工艺箭程建议参数U1O1=PID1

3、_MV+K*(FT1O1-稳态流量)；+K5口法器:匕 + -SP LIC pv? cm液位 LT101LT101 PID 设萱V101? m3/hQV112,流堂FT1O1? %QV116 囹 图2 3 1流量液位前馈M014蓄水箱31操作步骤和调试前馈系数实时趋势曲线（工程百分比）P稳态流重百分比的馈控制实希皆观察对邑的控野管幽首先蹈丁无前行复合控制实验，对比分析两种控制方案的特点与实验结果?，然后进3.1单一反馈控制实验步骤:1、启动组态王软件，选择“复杂控制”中“流量液位前馈反馈控制”。2、检查水槽溢出时是否有溢流通道，保证发生溢出时水能够流回蓄水箱V104。3、工艺对象和控制系统上电

4、。4、设定K=0,液位设定值为30%左右，然后在“自动”模式下调节PID控制器参 数，使得在设定值增加10%的阶跃输入情况下，能得到较为满意的响应曲线。抓 图，保存实验曲线结果5、增加干扰，调节QV111从90度变动到50度，观察系统响应曲线。抓图，保 存实验曲线结果。6、若全部实验结束，将工艺对象和控制系统断电。3.2复合控制步骤：1、将调节阀QV111转回90度的关闭状态。2、设定K=0,液位设定值在3040%之间，保持3.1步骤中的PID参数不变。3、系统稳定后，观察主界面上方的稳态流量（百分比）记为q1,下方的调节器 输出记为u1。将调节阀QV111从90度变动到70度，观察响应曲线，

5、系统稳定后， 将稳态流量（百分比）记为q2,下方的调节器输出记为u2，则前馈补偿器的计算 公式为(1)4、将调节阀QV111转回90度的关闭状态。系统稳定后，将q1输入到主界面下 方的“稳态流量百分”的编辑框中，前馈系数设为式1求得的K。5、增加干扰，调节QV111从90度变动到50度，观察响应曲线。抓图，保存实 验曲线结果。6、点击主界面“停止”按钮，关闭系统，分析数据。7、若全部实验结束，将工艺对象和控制系统断电。4实验结果与思考整理实验曲线，记录PID参数及前馈系数。针对得到的不同实验曲线，加以对比分析说明J OKjS OK/S 合也开始神F N 201348104925. 反 信息窗口

6、好*工程浏览器-.开发系藐一开.匕运行系统也新建Microso. . ./匕：11 ：31D逾苣行系统调试操作窗口椅性测试与单回路PII复杂控制才算机数字控帝高等控制A1000小型过程控制实训系统告警：-控制器：S7-200全点流量液位前馈反域控制察骑序号304LU 12 ft hr. Bl |从实验结果对照我们可以看出，通过设置前馈环节，使系统特性在相同PID的 调节下得到了显著提高,这是因为前馈调节是通过引起被控参数变化的干扰大小 进行调节，因此对干扰的克服要比反馈调节快。而前馈反馈复合控制更加提高了稳态性能和动态性能，使调节性能得到更多的 改善。 L尺.C _若本实验系统中泵的模型为水槽v101的模型为。控