华南农业大学2015过程控制实验报告
过程控制实验的实训报告
一、实训目的通过本次过程控制实验实训，使我对过程控制的基本原理、系统组成、控制策略以及实际应用等方面有一个全面的认识，提高我运用理论知识解决实际问题的能力。
同时，通过实验操作，掌握实验设备的使用方法，培养我的动手能力和团队协作精神。
二、实训内容1. 实验设备本次实验使用的设备包括：过程控制系统实验台、传感器、执行器、控制器、计算机等。
2. 实验内容（1）过程控制系统基本原理及组成（2）传感器特性及测量方法（3）执行器特性及控制方法（4）控制器特性及控制策略（5）过程控制系统设计及应用三、实验步骤1. 观察实验设备，了解其组成及功能。
2. 搭建实验系统，连接传感器、执行器、控制器等。
3. 根据实验要求，设置控制器参数，实现过程控制。
4. 观察实验现象，分析实验结果，调整控制器参数，优化控制效果。
5. 实验结束后，整理实验数据，撰写实验报告。
四、实验结果与分析1. 实验现象通过搭建实验系统，观察实验现象，发现当控制器参数设置合理时，系统能够实现稳定的控制效果。
2. 实验结果（1）传感器输出信号与被测参数之间的关系符合线性关系。
（2）执行器响应速度快，控制精度高。
（3）控制器参数对系统控制效果有显著影响。
3. 实验分析（1）传感器在过程控制系统中起到采集被测参数的作用，其输出信号与被测参数之间的关系符合线性关系，为后续控制策略的制定提供了基础。
（2）执行器作为控制系统的输出环节，其响应速度快、控制精度高，对系统控制效果有重要影响。
（3）控制器参数的设置对系统控制效果有显著影响，合理设置控制器参数可以提高控制效果。
五、实训体会1. 通过本次实训，我对过程控制的基本原理、系统组成、控制策略以及实际应用等方面有了更深入的了解。
2. 实验过程中，我掌握了实验设备的使用方法，提高了自己的动手能力。
3. 实验过程中，我学会了与团队成员沟通协作，提高了自己的团队协作精神。
4. 实验过程中，我认识到理论知识与实际应用之间的联系，为今后学习和工作打下了基础。
过程控制实验报告
过程控制实验报告过程控制实验报告引言：过程控制是一种重要的工程控制方法，广泛应用于工业生产、环境保护、交通运输等各个领域。
本实验旨在通过对过程控制的实际操作，理解和掌握过程控制的基本原理和方法。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建一个简单的过程控制系统，了解过程控制的基本概念和原理，并通过实际操作掌握过程控制的方法和技巧。
二、实验装置和原理实验所用的装置是一个温度控制系统，由温度传感器、控制器和执行器组成。
温度传感器负责测量温度，控制器根据测量值与设定值的差异来控制执行器的动作，从而实现温度的控制。
三、实验步骤1. 将温度传感器安装在被控温度区域，并连接到控制器上。
2. 设置控制器的参数，包括设定值、比例系数、积分时间和微分时间等。
3. 打开控制器，开始实验。
观察温度的变化过程，并记录实验数据。
4. 根据实验数据分析控制效果，并对控制器的参数进行调整，以达到更好的控制效果。
5. 重复步骤3和4，直到达到满意的控制效果。
四、实验结果与分析在实验过程中，我们观察到温度的变化过程，并记录了实验数据。
通过对实验数据的分析，我们可以评估控制效果的好坏，并对控制器的参数进行调整。
五、实验总结与体会通过本次实验，我们深入了解了过程控制的基本原理和方法。
实践操作使我们更加熟悉了过程控制的过程和技巧。
同时，我们也体会到了过程控制在工程实践中的重要性和应用价值。
六、实验改进与展望本次实验中，我们采用了简单的温度控制系统进行实验。
未来可以进一步扩展实验内容，涉及到其他参数的控制，如压力、流量等，以更全面地了解过程控制的应用。
结语：过程控制是一门重要的工程学科，对于提高生产效率、保护环境、提升产品质量等方面具有重要意义。
通过本次实验，我们对过程控制的原理和方法有了更深入的理解，为今后的工程实践打下了坚实的基础。
希望通过不断学习和实践，我们能够在工程领域中运用过程控制的知识，为社会发展做出更大的贡献。
过程控制实验报告
过程控制实验报告1. 实验目的本次实验的目的是学习和掌握过程控制的基本原理和操作方法，了解过程控制系统的组成和结构，掌握过程控制系统的基本调试方法和过程控制的自动化程度。
2. 实验原理过程控制是指对一组物理过程进行控制的技术和方法。
过程控制的目的是使被控制的物理过程在一定的条件下，达到预期的目标，如稳定、精度、速度、延迟、可靠性、安全性、经济性等等。
过程控制系统由传感器、执行元件、控制器和执行器构成，其中传感器用于检测被控制物理过程的状态，控制器根据传感器获取的信息进行决策，并通过执行元件控制执行器实现对被控制物理过程的控制。
3. 实验步骤本次实验的过程控制系统由一台工业控制计算机、一台工业控制器和一组执行器构成。
实验的具体步骤如下：(1) 将传感器与控制器连接，并将控制器与计算机连接。
(2) 在计算机上启动控制软件，在软件中设置控制器和传感器的参数。
(3) 将执行器与控制器连接，并调试执行器的控制参数。
(4) 在控制软件中设置控制策略和控制目标，并启动控制器。
(5) 监测被控制物理过程的状态，并记录相关数据。
(6) 对控制策略和控制参数进行调整，直到被控制物理过程达到预期目标。
4. 实验结果经过多次实验，我们成功地控制了被控制的物理过程，并达到了预期目标。
实验结果表明，过程控制技术可以有效地控制物理过程，并提高物理过程的稳定性、精确性和可靠性。
5. 实验总结本次实验使我们深入了解了过程控制的原理和操作方法，掌握了过程控制系统的基本调试方法和过程控制的自动化程度。
通过实验，我们发现过程控制技术在许多工业领域都具有广泛的应用前景，是提高生产效率和质量的重要手段。
在今后的学习和工作中，我们将继续深入学习和研究过程控制技术，为推动工业自动化和智能化发展做出贡献。
《过程控制系统》实验报告
《过程控制系统》实验报告实验报告：过程控制系统一、引言过程控制系统是指对工业过程中的物理、化学、机械等变量进行监控和调节的系统。
它能够实时采集与处理各种信号，根据设定的控制策略对工业过程进行监控与调节，以达到所需的目标。
在工业生产中，过程控制系统起到了至关重要的作用。
本实验旨在了解过程控制系统的基本原理、组成以及操作。
二、实验内容1.过程控制系统的组成及原理；2.过程控制系统的搭建与调节；3.过程控制系统的优化优化。
三、实验步骤1.复习过程控制系统的原理和基本组成；2.使用PLC等软件和硬件搭建简单的过程控制系统；3.设计一个调节过程，如温度控制或液位控制，调节系统的参数；4.通过修改控制算法和调整参数，优化过程控制系统的性能；5.记录实验数据并进行分析。
四、实验结果与分析在本次实验中，我们搭建了一个温度控制系统，通过控制加热器的功率来调节温度。
在调节过程中，我们使用了PID控制算法，并调整了参数，包括比例、积分和微分。
通过观察实验数据，我们可以看到温度的稳定性随着PID参数的调整而改变。
当PID参数调整合适时，温度能够在设定值附近波动较小，实现了较好的控制效果。
在优化过程中，我们尝试了不同的控制算法和参数，比较了它们的性能差异。
实验结果表明，在一些情况下，改变控制算法和参数可以显著提高过程控制系统的性能。
通过优化，我们实现了更快的响应时间和更小的稳定偏差，提高了系统的稳定性和控制精度。
五、结论与总结通过本次实验，我们了解了过程控制系统的基本原理、组成和操作方法。
我们掌握了搭建过程控制系统、调节参数以及优化性能的技巧。
实验结果表明，合理的控制算法和参数选择可以显著提高过程控制系统的性能，实现更好的控制效果。
然而，本次实验还存在一些不足之处。
首先，在系统搭建过程中，可能由于设备和软件的限制，无法完全模拟实际的工业过程。
其次，实验涉及到的控制算法和参数调节方法较为简单，在实际工程中可能需要更为复杂和精细的控制策略。
《过程控制系统》实验报告
《过程控制系统》实验报告一、实验目的过程控制系统实验旨在通过实际操作和观察，深入理解过程控制系统的组成、工作原理和性能特点，掌握常见的控制算法和参数整定方法，培养学生的工程实践能力和解决实际问题的能力。
二、实验设备1、过程控制实验装置包括水箱、水泵、调节阀、传感器（液位传感器、温度传感器等）、控制器（可编程控制器 PLC 或工业控制计算机）等。
2、计算机及相关软件用于编程、监控和数据采集分析。
三、实验原理过程控制系统是指对工业生产过程中的某个物理量（如温度、压力、液位、流量等）进行自动控制，使其保持在期望的设定值附近。
其基本原理是通过传感器检测被控量的实际值，将其与设定值进行比较，产生偏差信号，控制器根据偏差信号按照一定的控制算法计算出控制量，通过执行机构（如调节阀、电机等）作用于被控对象，从而实现对被控量的控制。
常见的控制算法包括比例（P）控制、积分（I）控制、微分（D）控制及其组合（如 PID 控制）。
四、实验内容及步骤1、单回路液位控制系统实验（1）系统组成及连接将液位传感器安装在水箱上，调节阀与水泵相连，控制器与传感器和调节阀连接，计算机与控制器通信。
（2）参数设置在控制器中设置液位设定值、控制算法（如 PID）的参数等。
（3）系统运行启动水泵，观察液位的变化，通过控制器的调节使液位稳定在设定值附近。
（4）数据采集与分析利用计算机采集液位的实际值和控制量的数据，绘制曲线，分析系统的稳定性、快速性和准确性。
2、温度控制系统实验（1）系统组成与连接类似液位控制系统，将温度传感器安装在加热装置上，调节阀控制加热功率。
设置温度设定值和控制算法参数。
（3）运行与数据采集分析启动加热装置，观察温度变化，采集数据并分析。
五、实验数据及结果分析1、单回路液位控制系统（1）实验数据记录不同时刻的液位实际值和控制量。
（2）结果分析稳定性分析：观察液位是否在设定值附近波动，波动范围是否在允许范围内。
快速性分析：计算液位达到设定值所需的时间。
过程控制实验报告
4.重复（步骤2,3），将控制器的功能改为比例微分控制，观测系统的响应曲线，分析比例微分的作用。
n=2
经过调整，当比例P=6，I=1，D=0.05时
终值r=1，第一个波峰值y1=1.5，第二个波峰值y2=1.25，衰减比约为2
n=4
经过调整，当比例P=6，I=0.5，D=0.5时
终值r=0.97，第一个波峰值y1=1.36，第二个波峰值y2=1.06，衰减比约为4，如下图所示
6.重复（步骤2,3），将控制器的功能改为比例积分微分控制，观测系统的响应曲线，分析比例积分微分的作用。
由以上几组响应曲线可以看出，比例积分微分控制对系统性能的影响为：提高系统稳定性，抑制动态偏差，减小余差，提高响应速度，当微分时间较小时，提高微分时间可以减小余差，提高响应速度并减小振荡，当微分时间较大时，提高微分时间，振荡会加剧。
经过调整，当比例P=12时，终值r=0.93，第一个波峰值y1=1.6，第二个波峰值y2=1.25衰减比约为2，如下图所示
9.修改比例增益，使系统输出呈现临界振荡波形，记下此时的比例增益。
P=100 p=1000
由图可知，Kp值越大，系统的衰减比越小。故要使系统呈现临界波形，可使Kp趋于无穷大
10.将PID控制器的比例、积分增益进行修改，对系统进行比例积分控制。不断修改比例、积分增益，使系统输出的过渡过程曲线的衰减比n=2,4,10，记下此时比例和积分增益。
由以上四组响应曲线可以看出，比例微分控制对系统性能的影响为：可以提高系统的稳定性，引入适当的微分动作可以减小余差，并且减小了短期最大偏大，提高了振荡频率
过程控制实训总结报告
一、引言过程控制是自动化技术中的一个重要分支，它通过对生产过程中的各种参数进行实时监测、分析和控制，实现生产过程的稳定、高效和节能。
为了更好地掌握过程控制技术，我们参加了为期两周的过程控制实训。
本文将总结实训过程中的学习内容、收获体会以及存在的不足，以期提高自身的过程控制能力。
二、实训内容1. 实训模块：本次实训主要涉及THKGK-1过程控制实验装置、计算机及STEP7运行环境、MPI电缆线、组态王软件等。
2. 实训项目：（1）过程控制基本原理：了解过程控制系统的组成、工作原理以及各种控制策略。
（2）传感器特性：认识传感器的工作原理、性能指标以及应用领域。
（3）自动化仪表：学习自动化仪表的使用方法、调试技巧以及常见故障处理。
（4）变频器：掌握变频器的基本原理、接线方式以及调试方法。
（5）电动调节阀：了解电动调节阀的结构、工作原理以及调节特性。
（6）被控对象特性测试：学习测定被控对象特性的方法，包括单容水箱和双容水箱特性测试。
（7）单回路控制系统参数整定：掌握单回路控制系统参数整定的方法，包括PID参数整定。
（8）串级控制系统参数整定：学习串级控制系统参数整定的方法，包括串级控制系统的设计、计算和投运。
（9）控制系统设计：运用所学知识，设计并实现一个简单的控制系统。
三、实训收获1. 理论与实践相结合：通过实训，我们将所学的过程控制理论知识与实际操作相结合，提高了自身的实践能力。
2. 掌握过程控制技术：掌握了过程控制系统的基本原理、传感器特性、自动化仪表使用、变频器调试、电动调节阀调节特性等过程控制技术。
3. 培养团队协作精神：在实训过程中，我们分成小组进行项目合作，提高了团队协作能力。
4. 增强动手能力：通过实际操作，我们提高了动手能力，为今后的工作打下了基础。
四、实训不足1. 理论知识掌握不够扎实：在实训过程中，我们发现自己在理论知识方面还存在不足，需要进一步学习和巩固。
2. 实践操作经验不足：虽然我们掌握了过程控制技术，但在实际操作中，仍存在操作不够熟练、故障处理不够及时等问题。
华南农业大学2015控制系统综合设计
一、本课程的目的和任务 《控制系统综合设计》 课程是自动化专业在第 7 个学期开展毕业设计工作之前 进行的一项专业综合实训课程。 该课程的训练应该包括自动化专业的主要课程的 PLC 原理及应用、 内容， 有自动控制原理、 电机与拖动、 单片机原理及接口技术、 计算机控制技术、运动控制、自动控制系统仿真等课程的相关内容，是一门训练 大四毕业前的自动化专业学生综合运用所学的知识，进行自动化控制系统的设 计、安装、调试，是一项工程实践的综合锻炼，也是自动化专业毕业班开展毕业 设计前的一项工程训练， 为毕业生今后就业从事专业设计工作，打好工程设计人 的素质基础。 二、本课程实施方式和时间安排 本课程以小组为单位进行选题，每组 4 人，可以自由组合。设计时间为 2 周，具体安排如下 1、第一周：分组，选题，各班将分组名单发给指导老师；查找资料，设计并选 择方案；设计电路图（或搭建仿真结构图） ；计算技术参数，构建仿真数学模 型； 2、第二周： 根据上一周的工作进展， 完善控制系统的设计， 仿真模型的搭建 （或 仿真） ，程序编写，仿真调试，得出结论。周四~五撰写课题报告，周五下午 将报告打印交到院北 201，并提交电子档，报告以小组为单位，每组一份。 三、课题报告撰写 课题报告应按规定的模板撰写，包括：封面，所选题目，方案比较（包括方 案确立） ，电路图（仿真图） ，调试与结果，结论与收获，小组分工，参考文献。 四、验收与考核 1、实验报告验收； 2、考核及成绩评定 （1）根据综合设计报告与验收情况由指导教师评分； （2）成绩评定标准 课题进行期间表现 30%， 方案及实现 30%， 实验报告 40%。 如发现抄袭现象（设计报告雷同较多） ，则分数为零。 五、本课程的设计题目 题目一：直流调速系统计算机仿真 题目二；三相异步电动机控制系统设计 六、设计题目的具体要求：
过程控制实验报告
过程控制实验报告1. 背景过程控制是一种控制技术，用于监测和调整工业过程中的变量，以确保产品的质量和效率。
在工业生产中，过程控制对于提高产品质量、降低生产成本和提高生产效率起着至关重要的作用。
本实验旨在通过模拟一个简单的工业过程，了解过程控制的基本原理和方法。
通过对过程中的变量进行监测和调整，我们可以在不同条件下优化过程，并得出相应的结论和建议。
2. 实验设备和方法2.1 实验设备•控制器：使用PID控制器进行过程控制。
•传感器：使用温度传感器、压力传感器和流量传感器等监测过程中的变量。
•执行器：使用阀门、电机等对过程进行调整。
2.2 实验方法1.设定控制目标：根据实验要求，确定需要控制的变量和目标值。
2.连接传感器和执行器：将传感器和执行器与控制器连接，确保数据的传输和命令的执行。
3.数据采集和处理：通过传感器获取过程中的数据，并将其输入到控制器中进行处理。
4.控制策略选择：选择合适的控制策略，如比例控制、积分控制、微分控制等。
5.调整参数：根据实际情况，调整控制器的参数，以达到控制目标。
6.系统监测和优化：实时监测过程中的变量，并根据实验结果进行系统优化。
3. 实验结果经过实验，我们获得了以下结果：•利用PID控制器进行温度控制实验，成功将温度稳定在目标温度范围内，并保持稳定不变。
•利用PID控制器进行压力控制实验，成功将压力稳定在目标压力范围内，并保持稳定不变。
•利用PID控制器进行流量控制实验，成功将流量控制在目标流量范围内，并保持稳定不变。
通过数据分析和结果对比，我们得出以下结论：•PID控制器具有较好的控制性能，能够实现对温度、压力和流量等变量的精确控制。
•过程控制的关键在于选择合适的控制策略和参数调整，通过不断优化可以实现更好的控制效果。
•实时监测对于控制系统的稳定性和可靠性具有至关重要的作用，可以及时发现问题并进行修正。
4. 建议根据实验结果和分析，我们提出以下建议：1.在实际工业生产中，可以采用PID控制器对关键的工艺变量进行控制，以提高产品质量和生产效率。
过程控制 实验报告
过程控制实验报告过程控制实验报告引言：过程控制是一种通过监测和调节系统中的变量，以保持系统稳定运行的技术。
在工业生产中，过程控制对于提高生产效率、降低成本、确保产品质量至关重要。
本实验旨在通过对一个简单的过程控制系统进行实验，探索过程控制的基本原理和应用。
实验目的：1. 理解过程控制的基本原理和方法；2. 学习使用控制器进行过程调节；3. 掌握过程控制系统的参数调节方法。
实验器材和材料：1. 过程控制实验装置；2. 控制器；3. 传感器；4. 计算机。
实验步骤：1. 搭建过程控制实验装置：将传感器与被控对象连接，将控制器与传感器连接，将计算机与控制器连接。
2. 设置控制器参数：根据实验要求，设置控制器的比例、积分和微分参数。
3. 开始实验：启动实验装置，并记录被控对象的初始状态。
4. 监测和调节：通过传感器实时监测被控对象的状态，并将数据传输给控制器。
控制器根据设定的参数，计算出相应的控制信号，通过执行器对被控对象进行调节。
5. 数据记录和分析：记录实验过程中的数据，并分析控制效果。
6. 结束实验：实验结束后，关闭实验装置并整理实验数据。
实验结果：通过实验，我们观察到被控对象在开始时处于不稳定状态，随着控制器的调节，被控对象逐渐趋于稳定。
我们还发现，不同的控制器参数会对控制效果产生不同的影响。
比例参数的增大可加速系统的响应速度，但可能引起过冲；积分参数的增大可减小稳态误差，但可能引起系统的超调；微分参数的增大可提高系统的稳定性，但可能引起系统的震荡。
因此，在实际应用中，需要根据具体的要求和系统特性来选择合适的控制器参数。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了过程控制的基本原理和方法。
过程控制在工业生产中起着至关重要的作用，能够提高生产效率、降低成本，并确保产品质量。
在实际应用中，我们需要根据具体的系统要求和特性来选择合适的控制器和参数，以实现系统的稳定运行。
实验的局限性：本实验是基于一个简单的过程控制系统进行的，实际应用中的过程控制系统可能更加复杂。
过程控制实验报告
过程控制实验报告1 简介过程控制，在现代工业生产中占有重要的地位，其为保证生产过程质量和效率的关键因素。
基于这种情况，我们深入研究了自动控制系统和PID控制算法，通过实验来掌握它们的特点，从而能够更好地设计、调节和维护高质量的生产过程。
2 实验原理2.1 自动控制系统自动控制系统是应用控制理论和现代科技手段实现工艺或装置自动化的系统。
它由控制器和执行机构组成，通过传感器采集过程变量和设定值，以调节执行机构的动作来达到自动控制的目的。
自动控制系统有许多种类型，包括反馈控制、前馈控制以及模型预测控制。
2.2 PID控制算法PID控制算法是一种基于连续时间反馈机制的调节方法。
该方法通过对误差、误差积分和误差导数的加权求和，来生成控制器的输出。
PID控制器是最常用的控制器类型，其具备简单、稳定等优点。
3 实验步骤3.1 实验一：提高反馈控制器的稳定性此实验是为了提高反馈控制器的稳定性而设计的，我们首先将作为检测过程变量的传感器连接到实验装置上，接着我们调整了PI控制器的参数，通过改变比例增益和积分时间常数来调节PI控制器。
我们一开始设定了较高的比例增益，随后逐渐减小比例增益，直到控制器的稳定性和系统响应变得相对平缓。
之后，我们在一定范围内改变积分时间常数的值，通过观察控制器响应时间来确定最佳的比例增益和积分时间常数。
最终，我们将系统稳定性调整到了最佳状态并记录了参数值。
3.2 实验二：调整PID控制器在本次实验中，我们将了解如何通过调整PID控制器的参数来优化控制效果。
我们首先将系统的控制模式切换到PID控制，并设定一个范围内的目标值，以提高系统响应时间和减小误差。
我们通过改变比例、积分和导数参数的值，来寻找最佳控制参数。
我们发现，随着比例增益的变化，系统响应时间会逐渐减小，但是其过冲幅度则会变大。
我们试图通过调整其他两个参数的值来抵消这种趋势，最终找到了最佳的参数。
3.3 实验三：模型预测控制本实验旨在掌握模型预测控制的基本原理和操作。
过程控制实训报告
第九章前馈控制系统第一节前馈控制系统的原理为了适应更高的控制要求，各种特殊的调节规律和措施在不断发展，控制理论中提出不变性原理，即控制系统的被调量与扰动量绝对无关或者在一定准确度下无关，也即被调量完全独立或者基本独立的。
基于不变性原理组成的自动控制系统称为前馈控制系统，它实现了系统对全部扰动或部分扰动的不变性，实质上是一种按照扰动进行补偿的开环系统。
在理想情况下，可以把补偿器设计到完全补偿。
Y和D分别代表被调量和扰动量，Gp（s）和Gd（s）分别代表被空对象不同通道的传递函数。
如果没有补偿器的话，扰动量D只通过Gd（s）影响Y，即：Y（s）=Gd（s）D（s）但是有了补偿器之后，扰动量D同时还通过补偿通道中Gf f（s）Gv（s）Gp（s）来影响被调量Y，其中的Gv（s）是阀门特性，因而：Y（s）= Gd（s）D（s）+ Gf f（s）Gv（s）Gp（s）或者写为：根据上式，如果补偿器的传递函数为图9-1 前馈补偿器的设计原理那么扰动D对于被调量Y的影响将为零。
这就是“不变性”原理。
前馈控制系统中的被调量没有象反馈控制那样用来进行控制，只是将负荷扰动测出送入前馈调节器。
前馈控制和反馈控制之间存在着一个根本的差别，即前馈控制是开环控制，它的控制效果将不通过反馈加以检验；而反馈控制是闭环控制，它的控制效果通过反馈加以检验。
第二节 下水箱液位前馈反馈控制实验一．实验目的通过实验掌握前馈的原理，前馈反馈控制系统的基本概念、特点，以及反馈控制与前馈控制的区别。
学会整定前馈反馈控制系统。
二．实验设备（同前） 三．实验原理图9-2 液位前馈反馈控制系统框图本实验的被控制量为下水箱的液位H ，主扰动量为变频器支路的流量。
本实验要求下水箱液位稳定至给定值，将压力传感器LT3检测到的下水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度，以达到控制下水箱液位的目的。
而扰动量经过前馈补偿器后直接叠加在调节器的输出，以抵消扰动对被控对象的影响。
过程控制实验报告
盛年不重来，一日难再晨。
及时宜自勉，岁月不待人。
过程控制实验实验报告班级：自动化1202姓名：***学号：*********2015年10月信息科学与技术学院实验一 过程控制系统建模作业题目一：常见的工业过程动态特性的类型有哪几种？通常的模型都有哪些？在Simulink 中建立相应模型，并求单位阶跃响应曲线。
答：常见的工业过程动态特性的类型有：无自平衡能力的单容对象特性、有自平衡能力的单容对象特性、有相互影响的多容对象的动态特性、无相互影响的多容对象的动态特性等。
通常的模型有一阶惯性模型，二阶模型等。
单容过程模型1、无自衡单容过程的阶跃响应实例已知两个无自衡单容过程的模型分别为s s G 5.01)(=和se ss G 55.01)(-=，试在Simulink 中建立模型，并求单位阶跃响应曲线。
Simulink 中建立模型如图所示： 得到的单位阶跃响应曲线如图所示：2、自衡单容过程的阶跃响应实例已知两个自衡单容过程的模型分别为122)(+=s s G 和s e s s G 5122)(-+=，试在Simulink 中建立模型，并求单位阶跃响应曲线。
Simulink 中建立模型如图所示： 得到的单位阶跃响应曲线如图所示：多容过程模型3、有相互影响的多容过程的阶跃响应实例已知有相互影响的多容过程的模型为121)(22++=Ts s T s G ξ，当参数1=T , 2.1 ,1 ,3.0 ,0=ξ时，试在Simulink 中建立模型，并求单位阶跃响应曲线在Simulink 中建立模型如图所示： 得到的单位阶跃响应曲线如图所示：4、无相互影响的多容过程的阶跃响应实例已知两个无相互影响的多容过程的模型为)1)(12(1)(++=s s s G （多容有自衡能力的对象）和)12(1)(+=s s s G （多容无自衡能力的对象），试在Simulink 中建立模型，并求单位阶跃响应曲线。
在Simulink 中建立模型如图所示： 得到的单位阶跃响应曲线如图所示：作业题目二：某二阶系统的模型为2() 224nG s s s n nϖζϖϖ=++，二阶系统的性能主要取决于ζ，n ϖ两个参数。
过程控制专业学生实习报告
实习报告一、前言作为一名过程控制专业的学生，我深知理论知识的重要性，同时也清楚理论需要与实践相结合。
因此，在大学期间我积极寻找实习机会，以期在实践中提高自己的专业素养和技能。
本次实习我有幸被分配到某知名化工厂进行为期两个月的实习，以下是我在实习期间的一些收获和体会。
二、实习单位简介实习单位是一家大型化工企业，主要生产各种化工产品，包括塑料、合成橡胶、合成纤维等。
企业规模较大，拥有先进的生产设备和严格的管理制度。
在实习前，企业为我们安排了专门的培训，介绍了企业的基本情况、生产流程和安全注意事项。
这次实习让我对化工企业有了更深入的了解。
三、实习内容1. 生产工艺流程学习在实习期间，我主要跟随师傅学习企业的生产工艺流程。
通过实地观察和师傅的讲解，我了解了企业的主要生产设备、生产工艺和操作方法。
同时，我还学会了如何阅读生产图纸和工艺参数，掌握了工艺流程中的关键控制点。
2. 过程控制技术应用在实习过程中，我注意到企业广泛应用了过程控制技术，如PLC、DCS等。
我向师傅请教了这些技术的基本原理和应用场景，并在实际操作中学会了如何使用这些设备。
此外，我还了解了过程控制系统的调试、维护和优化方法。
3. 安全生产管理化工企业安全生产至关重要。
在实习期间，我深入学习了企业的安全生产管理制度，了解了安全生产的相关法律法规。
同时，我还参加了企业的安全培训，学会了如何处理突发事件和进行事故应急预案。
4. 实践操作与技能提升在实习过程中，我积极参与到生产实践中，学会了使用各种工具和设备。
通过实际操作，我掌握了生产过程中的关键技术，如流量计、压力计、温度计等仪器的使用和校准方法。
此外，我还学会了如何处理生产中的故障和问题。
四、实习收获与反思1. 实习使我深刻认识到理论知识与实践操作的重要性。
在实践中，我发现自己在学校所学的知识并不能直接应用到工作中，需要不断地学习和摸索。
同时，实践操作也让我更加熟悉了化工企业的生产流程和设备。
过程控制系统实验报告
过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案的组成及控制系统连接过程控制是指自动控制系统中被控量为温度、压力、流量、液位等变量在工业生产过程中的自动化控制。
本系统设计本着培养工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人材为出发点。
实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉等。
仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS 工控组态软件。
对象系统还留有扩展连接口，扩展信号接口便于控制系统二次开辟，如PLC 控制、DCS 控制开辟等。
学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能很快地适应环境并进入角色。
同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开辟的平台。
本实验装置由过程控制实验对象、智能仪表控制台及上位机PC 三部份组成。
由上、下二个有机玻璃水箱和不锈钢储水箱串接， 4.5 千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭外循环不锈钢锅炉夹套构成)，压力容器组成。
用，透明度高，有利于学生直接观察液位的变化和记录结果。
水箱结构新颖，内有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽、出水槽，还设有溢流口。
二个水箱可以组成一阶、二阶单回路液位控制实验和双闭环液位定值控制等实验。
锅炉采用不锈钢精致而成，由两层组成：加热层(内胆)和冷却层(夹套)。
做温度定值实验时，可用冷却循环水匡助散热。
加热层和冷却层都有温度传感器检测其温度，可做温度串级控制、前馈－反馈控制、比值控制、解耦控制等实验。
采用不锈钢做成，一大一小两个连通的容器，可以组成一阶、二阶单回路压力控制实验和双闭环串级定值控制等实验。
整个系统管道采用不锈钢管连接而成，彻底避免了管道生锈的可能性。
为了提高实验装置的使用年限，储水箱换水可用箱底的出水阀进行。
检测上、下二个水箱的液位。
其型号：FB0803BAEIR，测量范围：0~1.6KPa，精度：0.5 。
输出信号：4~20mA DC。
LWGY－6A，公称压力：6.3MPa，精度：1.0％，输出信号：4~20mA DC本装置采用了两个铜电阻温度传感器，分别测量锅炉内胆、锅炉夹套的温度。
过程控制实验报告
过程控制实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是了解过程控制的基本概念和方法，学习使用PLC编程软件进行程序设计和调试，掌握PID控制算法及其在工业生产中的应用。
二、实验器材1. PLC编程软件2. 工业自动化控制箱3. 电机驱动器4. 温度传感器三、实验原理1. 过程控制：指对某一物理或化学过程进行监测和调节，以达到预期的结果。
2. PID控制算法：PID是比例、积分、微分三个英文单词的缩写。
PID 控制算法通过对反馈信号进行处理，计算出误差值，并根据误差值来调整输出信号，从而达到对被控对象进行精确调节的目的。
四、实验步骤1. 搭建实验装置：将温度传感器安装在被测物体上，并将电机驱动器与被测物体相连。
2. 编写PLC程序：使用PLC编程软件编写程序，对温度传感器采集到的数据进行处理并输出给电机驱动器。
3. 调试程序：在调试模式下运行程序，观察温度变化情况，并根据实际情况进行调整，使温度保持在设定值范围内。
4. 记录实验数据：记录温度传感器采集到的数据及程序调试过程中的各种参数和结果。
五、实验结果分析通过本次实验，我们成功地搭建了一个过程控制装置，并使用PID控制算法对被测物体进行了精确控制。
在调试程序的过程中，我们发现PID控制算法具有较高的精度和稳定性，在工业生产中得到了广泛的应用。
六、实验总结本次实验通过对过程控制和PID控制算法的学习，让我们更加深入地了解了工业自动化生产中的相关知识。
同时，也让我们对PLC编程软件有了更深入的认识，并学会了如何使用它来进行程序设计和调试。
通过本次实验，我们不仅获得了理论知识，还锻炼了动手能力和分析问题能力。
过程控制系统实验报告
《过程控制系统实验报告》院－系：专业：年级：学生姓名：学号：指导教师：2015 年6 月过程控制系统实验报告部门：工学院电气工程实验教学中心实验日期：年月日姓名学号班级成绩实验名称实验一单容水箱液位定值控制实验学时课程名称过程控制系统实验与课程设计教材过程控制系统一、实验仪器与设备A3000现场系统，任何一个控制系统，万用表二、实验要求1、使用比例控制进行单溶液位进行控制，要求能够得到稳定曲线，以与震荡曲线。
2、使用比例积分控制进行流量控制，能够得到稳定曲线。
设定不同的积分参数，进行比较。
3、使用比例积分微分控制进行流量控制，要求能够得到稳定曲线。
设定不同的积分参数，进行比较。
三、实验原理(1)控制系统结构单容水箱液位定值(随动)控制实验，定性分析P, PI，PD控制器特性。
水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。
被调量为水位H。
使用P,PI , PID控制，看控制效果，进行比较。
控制策略使用PI、PD、PID调节。
测量或控测量或控制量使用PLC端使用ADAM端四、实验内容与步骤1、编写控制器算法程序，下装调试；编写测试组态工程，连接控制器，进行联合调试。
这些步骤不详细介绍。
2、在现场系统上，打开手阀QV-115、QV-106，电磁阀XV101（直接加24V到DOCOM，GND到XV102控制端），调节QV-116闸板开度(可以稍微大一些)，其余阀门关闭。
3、在控制系统上，将液位变送器LT-103输出连接到AI0，AO0输出连到变频器U-101控制端上。
注意：具体哪个通道连接指定的传感器和执行器依赖于控制器编程。
对于全连好线的系统，例如DCS，则必须安装已经接线的通道来编程。
4、打开设备电源。
包括变频器电源，设置变频器4-20mA的工作模式，变频器直接驱动水泵P101。
5、连接好控制系统和监控计算机之间的通讯电缆，启动控制系统。
6、启动计算机，启动组态软件，进入测试项目界面。
过程控制系统实习报告
过程控制系统实习报告学院：班级：学号：姓名：小组成员：指导老师：实习日期：1、前言这学期我们主要学习了可编程控制器S7-200，熟悉了plc的编程。
在学期最后的四周时间里，我们进行的是过程控制系统实习。
首先第一周我们用S7-200的实训装置进行实验，本次实习我们主要学习的西门子S7-200系统有小皮带线单元、机械手单元、小车定位单元、小锅炉单元，主要包括PLC与传感器综合实训、PLC与步进电机定位实训。
这些小实验的目的主要是实训前对设备的熟悉，以及编程实现相关功能，以让我们对过程温度控制系统的编程有所了解。
接下来就是用S7-300实现对过程温度控制系统的控制了。
所以我们开始自学S7-300的内容，和同伴一起慢慢摸索，解决问题。
就这样，从零开始用S7-300编程去实现简单功能。
2、S7-200实训介绍西门子S7-200系列PLC是一种小型整体结构形式的PLC,主要应用于小型系统中，它的编程软件是STEP 7 MICRO\ WIN第一章小皮带线单元本系统各单元采用西门子CPU226作为控制部件，各单元之间可以互相通讯。
在系统中采用了大量的气动原件、传感器、步进电机和异步电机等。
CPU226简介:CPU226 集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。
可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。
26K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。
2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力，I/O端子排可很容易地整体拆卸。
用于较高的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。
可完全适用于一些复杂的中小型控制系统。
第二章机械手单元本系统各单元采用西门子CPU226作为控制部件。
在系统中采用了气动元件、电磁阀、传感器、直流电机、继电器等。
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实验一 PID 参数整定
一、 实验目的
1、 了解PID 调节原理，P 、I 、D 对被控系统调节过程的影响。
2、 利用Simulink 工具箱对PID 参数进行整定。
二、 实验设备
PC 计算机一台，安装Matlab 6.0（以上版本）。
三、 实验原理和步骤
（一）实验原理
1、 PID 控制参数
PID 调节的动作规律是
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡++=⎰dt t de T dt t e Ti t e K t u D t p )()(1)()(0（式1-1） 式1-1中，Kp 为比例系数；Ti 为积分时间常数；TD 为微分时间常数；u(t)为控制器输出；e(t)为控制器输入。
2、 PID 参数Kp 、Ti 、TD 对控制过程的影响
（1） 比例系数Kp 。
增大Kp ，比例带δ减小，加快系统的响应速度，有利于减小残差，但不能消除残差。
Kp 过大会使系统产生超调，振荡次数增多，调节时间长，影响系统的稳定性。
（2） 积分时间常数Ti 。
增大Ti ，可减小超调，减小振荡，使系统稳定，消
除残差。
（3） 微分时间常数TD 。
加入TD 调节，可改善系统动态特性，减小超调量，
缩短调节时间。
微分时间过大或过小都会影响超调量，只有适当的微分时间常数才能获得满意的调节过程。
微分作用使得系统对扰动变敏感。
（二）实验内容
1、过程控制系统常用的PID 调节器传递函数为
s K s
K K s G D I p ++=)( （式1-2） 式1-2中，Kp ，Ki ，KD 分别是比例系数、积分系数、微分系数。
2、某被控对象为二阶惯性环节，其传递函数为：)12)(15(1)(++=
s s s G ；测量装置和调节阀的特性为：1)(,1
101)(=+=s G s s G v m 。
现采用稳定边界法整定PID 参数：
（1）启动Matlab 的Simulink 工具箱，搭建系统方框图，如图1所示
图1
（2）双击图1中的3个Gain元件，在其对话框里填入Kp、Ki和Kd，将仿真环境中的“Stop Time”设置为60，“Relative tolerance”设置为1e-5【在菜单栏simulation---configuration parameters】。
（3）在Matlab环境下初始化相应的PID参数变量。
回到Matlab Command Windows，键入以下代码：
（4）回到Simulink环境下，点击“开始”按钮开始仿真。
未整定PID参数前，在比例系数Kp=1的调节下，被控系统的输出曲线如图2所示。
图 2
（5）利用稳定边界法整定PID三个参数。
先选取较大的Kp，例如100，使系统出现不稳定的增幅振荡，然后采取折半取中的方法寻找临界增益，例如第一个点是Kp=50，如果仍未增幅振荡则选取下一点Kp=25，否则选取Kp=75。
直到出现等幅振荡为止，如图3所示。
此时Kp=12.5，等幅振荡两峰值之间的时间为T=15.2s。
（大约值）
键入以下代码：
然后回到Simulink环境下，点击：“开始”按钮仿真，得阶跃响应曲线如图4所示：
从图4可得，系统的响应曲线过渡过程时间超过30s，超调量大于50%，可
降低积分系数Ki重新进行仿真。
思考题：
1、减小Ki，保持Kp和Kd不变，使系统的阶跃响应超调量在30%左右。
2、如何调整Kp、Ki、Kd，使系统的阶跃响应没有超调量。
并用MATLAB仿真。
实验二 单回路控制系统的设计与仿真
一、实验目的
1、了解PID 调节原理，P 、I 、D 对被控系统调节过程的影响。
2、掌握利用Simulink 工具箱对单回路控制系统分别采用PID 、PD 和大积分PID 控制规律的区别。
二、实验设备
PC 计算机一台，安装Matlab 6.0（以上版本）。
三、实验内容
1、已知被控对象的传递函数为)
120(1)(2++=s s s G ，执行器的传递函数为：)
11.0(1)(+=s s W v ，检测变送仪表传递函数为)11.0(1)(+=s s W m 。
2、单回路控制系统的方框图，如图1所示。
图1
3、用MATLAB 的Simulink 画出上述系统，如图2所示。
图2
4、按照实验一设置图2回路1的PID 参数，使得被控参数曲线没有超调。
记录此时Kp ，Ki ，Kd 值和仿真曲线。
5、图2回路2采用PD调节，去掉积分调节作用，记录仿真曲线，与回路1曲线比较。
比较结果：去掉了积分调节，曲线稳态值不能达到期望值。
6、图2回路3采用大比例积分PID调节，增大Ki=30，记录仿真曲线，与回路1和回路2曲线比较。
比较可以知道：曲线产生明显的振荡，且达到稳定时间增加
实验三 串级控制系统的设计与仿真
一、实验目的
1、了解串级控制系统的特点。
2、掌握利用Simulink 工具箱对串级控制系统的参数进行整定的方法。
二、实验设备
PC 计算机一台，安装Matlab 6.0（以上版本）。
三、实验内容
1、已知主被控对象传递函数为：)
1100(1)(01+=s s W ，副被控对象传递函数为：)110(1)(02+=s s W ，副环干扰通道传递函数为：)
120(1)(2++=s s s W d ，主、副测量变送装置和执行器传递函数分别为：)11.0(1)(2+=
s s W m ，)11.0(1)(1+=s s W m ，)11.0(1)(+=
s s W v 。
2、画出串级控制系统框图及想用控制对象下单回路控制系统的框图。
图1
图2
3、 用MATLAB 的Simulink 画出上述两个系统，分别如图3串级控制系统和图4单回路控制系统。
图 3
图 4
4、图3中，分别设定主调节器和副调节器的参数，使得串级控制系统的控制性能良好。
记录仿真曲线。
（提示主调节器采用P比例调节，Kp在80-120之间，副调节器采用PD调节，Kp在40-60之间，Kd在15-25之间）。
5、图4中，采用步骤4所得到的主调节器参数，得到单回路控制系统的阶跃响应曲线，并记录下来，与图3的响应曲线做比较。
实验四 Simth 预估补偿控制仿真
一、实验目的
1、了解Simth 预估补偿控制的特点。
2、掌握利用Simulink 工具箱对采用Smith 补偿器的反馈控制系统的PID 参数进行整定的方法。
二、实验设备
PC 计算机一台，安装Matlab 6.0（以上版本）。
三、实验内容
1、已知被控对象的传递函数为：s e s s W 40)
120(1)(-+= 2、画出采用Smith 补偿器的反馈控制系统的方框图及相应的单回路控制系统方框图：
图1
图2
3、用MATLAB 的Simulink 画出上述系统，分别如图3的Smith 补偿控制和图4单回路控制。
图3
图4
4、调节图3中的PID参数，使得采用Smith补偿器的反馈控制系统控制性能良好，并记录仿真曲线。
5、采用图3所调整的PID参数，作用于图4 单回路控制系统中，记录仿真曲线，比较图3和图4两条仿真响应曲线。
分析图4单回路控制系统曲线失真原因。
图4单回路控制系统曲线失真的原因是没有对延迟环节进行补偿。