工业过程与过程控制研究报告

工业过程与过程控制实验报告学号：1013401XXX姓名： XXX学院：XXXX学院专苏州大学机电工程学院二零一三年五月实验一锅炉液位控制系统实验一、实验目的了解锅炉液位控制系统的组成。建立液位控制数学模型（阶跃响应曲线。计算系统各参数下的性能指标。分析PID参数对控制系统性能指标的影响。二、实验步骤出水流量控制系统置于“手操OUTL=60。令δ=20、T=8s、T=10(s，设置到液位控制器中。i d液位控制系统置于“自动SV=200m稳定下来。100mm，即设定SV=300mm,同步记录液位的PV值（3020分钟）改变比例带：令=10T=8T=10(s，设置到控制器中，i d重复步骤3和步骤4。改变积分时间：令=20T=4sT=10(s，设置到控制器i d中，重复步骤3和步骤4。改变微分时间：令=20T=8sT=20(s，设置到控制器i d34三、数据记录与处理锅炉液位控制系统实验记录表时间：(min)液位：(mm)液位：(mm)液位：(mm)液位：(mm)0.02002002002000.5203.5206.4206.5205.01.0209.9215.9216.9212.01.5216.5225.9228.8219.52.0224.4236.5241.4228.22.5232.9248.2256.1236.03.0241.8259.6270.4245.83.5250.9271.4285.7254.84.0260.6283.2299.1264.44.5269.8293.6308.7273.95.0279.2301.3310.0283.35.5289.0304.1308.5292.46.0297.1304.5305.3299.66.5302.8303.3301.8304.77.0306.2302.2298.9306.07.5306.7301.7297.1306.58.0306.0300.7297.1305.98.5305.1300.0297.2304.89.0303.8299.9298.7303.69.5302.5299.6300.0301.710.0301.4299.7300.3300.810.5300.9299.6300.9300.211.0300.2299.9301.4299.711.5299.7300.1301.0299.012.0299.2300.0300.7298.912.5299.3300.1300.0298.713.0299.5299.4298.913.5299.4299.3299.014.0299.5299.6299.314.5299.6299.9299.515.0300.1300.2299.815.5300.2300.116.0300.2300.316.5299.7300.417.0300.1300.217.5299.9300.318.0300.1300.318.5300.119.0300.119.5300.020.0300.11衰减比y1ysyy 1衰减率

1y s1sy超调量

1 100%y()s调节时间t时间s

5%范围内时所需的指标指标参数δ=20%、δ=10%、δ=20%、δ=20%、T=80（s）iT=80（s）iT=40（s）iT=80（s）iT=10(s)dT=10(s)dT=10(s)dT=20(s)d衰减率Ψ0.9840.9770.9700.953衰减比η66:144:133:121.3:1超调量6.64.59.96.3调节时间5.54.53.55.5t(min)s分析比例带、积分时间、微分时间对系统性能的影响。比例带：当δ减小时，引起ω变大；ζ减小Ψ减小，稳定性变差。积分时间：当Ti减小时，引起ω变大；ζ减小Ψ微分时间；引入Td，可提高快速性，提高系统的工作频率；Td太大或太小，都会破坏系统的稳定性。实验二锅炉温度控制系统实验一、实验目的了解锅炉温度控制系统的组成数学模型（一阶加滞后）的特征参数掌握整定PID参数的计算过程计算温度控制系统闭环状态下的性能指标总结对过程控制系统实验的心得体会二、实验步骤SV=300mm出水流量控制系统置于“手操PV=40L/hOUTL=10%~15%等待液位、出水流量和温度的PV值稳定下来15%~25%,同步记录温度的PV值（145分钟）4.1

上，计算被控对象的参数Kτ83页的表δ（另一教材第168页的表3-6）计算PID参数、T、Tδi dSV=3℃~4，δ把第六步得到的、T、T设置到控制器中，等待稳定下来δi d将温度控制器的“自动”输出阶跃变化5℃~10℃，即设定SV=35℃~50℃，同步记录温度的PV值（间隔30秒记录一次，约20分钟）η、超调量σ、调节时间ts三、数据记录与处理温度开环实验数据记录表时间：(min)温度：(℃)时间：(min)温度：(℃)021.22430.0122.72530.2223.22630.2324.12730.7424.92830.5525.52930.5626.13030.7726.93130.7826.83230.9927.33330.91027.73431.41127.83531.21228.53631.51328.43731.61428.93831.41529.13931.81629.44031.91729.34131.71829.44231.91929.54331.92029.84431.82129.7452229.8462330.147温度闭环实验数据记录表时间：(min)温度：(℃)时间：(min)温度：(℃)0.032.012.042.40.532.712.542.51.033.313.042.01.534.113.542.32.034.214.041.82.535.214.542.43.035.715.042.03.536.115.542.34.036.416.042.04.537.216.55.037.817.05.538.417.56.039.018.06.539.318.57.040.219.07.540.619.58.041.520.08.541.620.59.041.721.09.542.221.510.042.322.010.542.322.511.042.523.011.542.623.531.9℃-21.2℃=10.7℃10.7×0.39+21.2=25.4℃10.7×0.63+21.2=27.9℃t=320s12t=687s不合适2取t=571s取20 2 T=2（t-t）=2×﹙571-320）0 2 τ =2t-tτ 1 21 xmaxxmin

10.715

10.7150.713 69

0.13745T 5021

TTi=2τ=2×69=138sdT=0.5τ=0.5×69=34.5