下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
千里之行,始于足下让知识带有温度。第2页/共2页精品文档推荐过程控制系统课程设计心得【模版】一、设计目的与要求:
了解并把握单回路控制系统的构成和控制原理。了解PID参数整定的基本办法,如Ziegler-Nichols整定办法、临界比例度法或衰减曲线法。学会用matlab中的Simulink仿真系统举行PID参数整定。
二、设计正文:
在热工生产过程中,最容易、最基本且应用最广泛的就是单回路控制系统,其他各种复杂系统都是以单回路控制系统为基础进展起来的。
单回路控制系统的组成方框原理图如图1所示,它是由一个测量变送器、一个控制器和一个执行器(包括调整阀),连同被控对象组成的闭环负反馈控制系统。
图1、单回路控制系统组成原理方框图
控制器的参数整定可分为理论计算法和工程整定法。理论计算办法是基于一定的性能指标,结合组成系统各环节的动态特性,通过理论计算求得控制器的动态参数设定值。这种办法较为复杂繁琐,使用不便利,计算也不是很牢靠,因此普通仅作为参考;而工程整定法,则是源于理论分析、结合试验、工程实际阅历的一套工程上的办法,较为容易,易把握,而且有用。常用的工程整定法有阅历法、临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法等等,本设计中主要是应用Ziegler-Nichols整定办法来整定控制器的参数。
参数整定的基本要求如下所述:
1、通过整定挑选合适的参数,首先要保证系统的稳定,这是最基本的要求。
2、在热工生产过程中,通常要求控制系统有一定的稳定裕度,即要求过程有一定的衰减比,普通要求4:1~10:1。
3、在保证稳定的前提下,要求控制过程有一定的迅速性和精确 性。所谓精确 性就是要求控制过程的动态偏差和稳态偏差尽量地小,而迅速性就是要求控制时光尽可能地短。
总之,以稳定性、迅速性、精确 性去挑选合适的参数。
目前工程上应用最广泛的控制是PID控制,这种控制原理容易,使用便利;适应性强;鲁棒性强,其控制品质对被控对象的变化不太敏感。
(1)比例控制(P控制):Gc(s)=Kp=1/δ;
(2)比例积分控制(PI控制):Gc(s)=Kp(1+1/TIs)=1/δ(1+1/TIs);
(3)比例积分微分控制(PID控制):Gc(s)=Kp(1+1/TIs+TDs)。
Ziegler-Nichols法是一种基于频域设计PID控制器的办法,按照给定对象的瞬态响应来确定PID控制器的参数。假如单位阶跃响应曲线看起来是一条S形的曲线,则可用如下传递函数近似:
)()(sRsC=1
+-TsKeLs
利用延迟时光L、放大系数K、和时光常数T,按照表1中的公式确定Kp、TI、TD的
例:如图所示的控制系统:
系统的开环传递函数G0(s)=1/(s+1)6,采纳Ziegler-Nichols法整定系统P、PI、PID控制器的参数,并绘制系统的阶跃响应曲线。
用最小二乘拟合办法求出该传递函数的一阶延迟近似模型,程序如下:function[K,L,T]=getfold(G)[y,t]=step(G);
fun=inline('x(1)*(1-exp(-(t-x(2))/x(3))).*(t>x(2))','x','t');x=lsqcurvefit(fun,[111],t,y);K=x(1);L=x(2);T=x(3);
在命令窗口输入:s=tf('s');G=1/(s+1)^6;[K,L,T]=getfold(G);
得出:K=1.0542,L=3.1621,T=3.5147;
则系统的一阶延迟模型近似为:G0(S)=1
5147.30542.11621.3+-ses
;
继续输入:s=tf('s');G=1/(s+1)^6;
K=1.0542;T=3.5147;L=3.1621;a=K*L/T
Kp=1/a%P控制Kp=0.9/a,TI=3*L%PI控制Kp=1.2/a,TI=2*L,TD=0.5*L%PID控制
得:a=0.9484Kp=1.0544
Kp=0.9489TI=9.4863
Kp=1.2652TI=6.3242TD=1.5811则,所设计的控制器模型为:P控制:GC(S)=1.0544
PI控制:GC(S)=0.9489(1+1/9.4863s)
PID控制:GC(S)=1.2652(1+1/6.3242s+1.5811s)。
建立如图所示的Simulink仿真模型:
将Kp值置1,把反馈连线,微分器的输出连线,积分器的输出连线都断开,选定仿真时光,可得出系统开环的单位阶跃响应曲线:
P控制时,将Kp设为1.0544,将反馈连线连上,仿真运行,得到响应曲线:
PI控制时,将Kp设为0.9489,TI设为9.4863,将积分器的输出连线连上,仿真运行得出响应曲线:
PID控制时,将Kp设为1.2652,TI设为6.3242,TD设为1.5811,将微分器的输出连线连上,运行仿真得出响应曲线:
将三种控制下的响应曲线可以看出,P控制和PI控制两者的响应速度基本相同,由于这两种控制的比例系数不同,因此系统稳定的输出值不同,PI控制的超调量比P控制的要小,PID控制比P控制和PI控制的响应速度快,但是超调量大些。
通过变化各项参数的大小可以总结出以下几条基本的PID参数整定逻辑:
1、增大比例系数普通将加快系统的响应,在有静差的状况下有利于减小静差,但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生振荡,使稳定性变差。
2、增大积分时光有利于减小超调,减小振荡,使系统的稳定性增强,但是系统静差消退时光变长。
3、增大微分时光有利于加快系统的响应速度,使系统的超调量减小,稳定性增强,但系统对扰动的抑制能力削弱。
三、设计心得体味:
通过这次的设计试验,我进一步巩固了书本中所学的单回路控制相关
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 可循环利用建筑材料行业调研及投资前景分析报告
- 人才招聘行业市场特点分析
- 2023年重庆市属事业单位遴选工作人员笔试真题
- 2023年铁岭县中心医院招聘编外护理人员笔试真题
- 2023年宁夏回族自治区人民医院自主招聘备案制人员笔试真题
- 2024年南平申请客运从业资格证考试
- 2024年西安客运资格证知识重点
- 2024年潍坊申请客运从业资格证版试题
- 2024年昆明下载客运资格证模拟考试题
- 2024年济南驾校客运从业资格证模拟考试题库
- 高职院校《创新创业指导》课程标准(2016.9.30)
- 国开电大《C语言程序设计》形考任务2答案
- 舞蹈社团活动计划及安排表
- 工程项目科技成果管理培训
- 小学信息技术《电脑文件分类存》优质教学课件
- 《永遇乐·京口北固亭怀古》 完整版课件
- 建筑工程施工许可证模板
- 中小学高级职称英语全英答辩题
- 高低跨深浅槽地下外墙施工工法
- 某土建工程四等GNSS网测量技术设计
- 餐饮单位从业人员晨检记录表
评论
0/150
提交评论