单容水箱液位PID控制系统设计
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响应曲线和δ不变、不同Ti值时的阶跃响应曲线。 5、画出PID控制时的阶跃响应曲线，并分析微分D
的作用。
6、比较P、PI和PID三种调节器对系统余差和动态 性能的影响。
1）、在PI调节器控制实验的基础上，再引入适量的微 分作用，即把D打开。然后加上与前面实验幅值完 全相等的扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线， 并与实验步骤（二）所得的曲线相比较，由此可看 到微分D对系统性能的影响。
2）、选择合适的δ、Ti和Td，使系统的输出响应为一 条较满意的过渡过程曲线（阶跃输入可由给定值从 50%突变至60%来实现）。
2、万用表一只 3、计算机系统
实验原理
单容水箱液位控制系统
图1：单容水箱液位控制系统的方块图
实验原理
图2：单容液位控制系统结构图
实验内容与步骤
1、比例（P）调节器控制 1）、按图1所示，将系统接成单回路反馈系统。其中被控对象是上水箱，
被控制量是该水箱的液位高度h1。 2）、启动工艺流程并开启相关的仪器，调整传感器输出的零点与增益。 3）、接通单片机控制屏，启动计算机监控系统，为记录过渡过程曲线作
3）、固定积分时间T i于某一中间值，然后改变δ的大小，观察加 扰动后被调量输出的动态波形，并列表记录不同δ值下的超调 量σp。
4）、选择合适的δ和Ti值，使系统对阶跃输入扰动的输出响应为一 条较满意的过渡过程曲线。此曲线可通过改变设定值（如设定 值由50%变为60%）来获得。
实验内容与步骤
3、比例积分微分调节（PID）控制
3）、用计算机记录实验时所有的过渡过程实时曲线， 并进行分析。
思考问题
1、如何实现减小或消除余差？纯比例控制 能否消除余差？
2、试定性地分析三种调节器的参数δ、（δ、 Ti）和（δ、Ti和Td）的变化对控制过程各 产生什么影响？
注意事项
1、实验线路接好后，必须经指导老师检查 认可后才能接通电源。
好准备。 4）、在开环状态下，利用调节器的手动操作开关把被控制量“手动”调
到等于给定值。 5）、观察计算机显示屏上的曲线，待被调参数基本达到给定值后，即可
将调节器切换到纯比例自动工作状态，让系统投入闭环运行。 6）、待系统稳定后，对系统加扰动信号。记录曲线，在经过几次波动稳
定下来后，系统有稳态误差，并记录余差大小。 7）、减小δ，重复步骤6，观察过渡过程曲线，并记录余差大小。 8）、增大δ，重复步骤6，观察过渡过程曲线，并记录余差大小。 9）、选择合适的δ值就可以得到比较满意的过程控制曲线。 10）、注意：每当做完一次试验后，必须待系统稳定后再做另一次试验。
单容水箱液位PID控制系统设计
实验目的
1、通过实验熟悉单回路反馈控制系 统的组成和工作原理。
2、研究系统分别用P、PI和PID调 节器时的阶跃响应。
3、研究系统分别用P、PI和PID调 节器时的抗扰动作用。
4、定性地分析P、PI和PID调节器 的参数变化对系统性能的影响。
实验设备
1、THKGK-1型过程控制实验装置：GK02、 GK-03、GK-04、 GK-07(2台)
2、必须在老师的指导下，启动计算机系统 和单片机控制屏。
3、若参数设置不当，可能导致系统失控， 不能达到设定值。
实验报告要求பைடு நூலகம்
1、绘制单容水箱液位控制系统的方块图。 2、用接好线路的单回路系统进行投运练习，并叙
述无扰动切换的方法。
3、P调节时，作出不同δ值下的阶跃响应曲线。 4、PI调节时，分别作出Ti不变、不同δ值时的阶跃
实验内容与步骤
2、比例积分调节器（PI）控制
1）、在比例调节实验的基础上，加入积分作用，观察被控制量是 否能回到设定值，以验证在PI控制下，系统对阶跃扰动无余差 存在。
2）、固定比例度δ值，改变PI调节器的积分时间常数值Ti，然后观 察加阶跃扰动后被调量的输出波形，并记录不同Ti值时的超调 量σp。
的作用。
6、比较P、PI和PID三种调节器对系统余差和动态 性能的影响。
1）、在PI调节器控制实验的基础上，再引入适量的微 分作用，即把D打开。然后加上与前面实验幅值完 全相等的扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线， 并与实验步骤（二）所得的曲线相比较，由此可看 到微分D对系统性能的影响。
2）、选择合适的δ、Ti和Td，使系统的输出响应为一 条较满意的过渡过程曲线（阶跃输入可由给定值从 50%突变至60%来实现）。
2、万用表一只 3、计算机系统
实验原理
单容水箱液位控制系统
图1：单容水箱液位控制系统的方块图
实验原理
图2：单容液位控制系统结构图
实验内容与步骤
1、比例（P）调节器控制 1）、按图1所示，将系统接成单回路反馈系统。其中被控对象是上水箱，
被控制量是该水箱的液位高度h1。 2）、启动工艺流程并开启相关的仪器，调整传感器输出的零点与增益。 3）、接通单片机控制屏，启动计算机监控系统，为记录过渡过程曲线作
3）、固定积分时间T i于某一中间值，然后改变δ的大小，观察加 扰动后被调量输出的动态波形，并列表记录不同δ值下的超调 量σp。
4）、选择合适的δ和Ti值，使系统对阶跃输入扰动的输出响应为一 条较满意的过渡过程曲线。此曲线可通过改变设定值（如设定 值由50%变为60%）来获得。
实验内容与步骤
3、比例积分微分调节（PID）控制
3）、用计算机记录实验时所有的过渡过程实时曲线， 并进行分析。
思考问题
1、如何实现减小或消除余差？纯比例控制 能否消除余差？
2、试定性地分析三种调节器的参数δ、（δ、 Ti）和（δ、Ti和Td）的变化对控制过程各 产生什么影响？
注意事项
1、实验线路接好后，必须经指导老师检查 认可后才能接通电源。
好准备。 4）、在开环状态下，利用调节器的手动操作开关把被控制量“手动”调
到等于给定值。 5）、观察计算机显示屏上的曲线，待被调参数基本达到给定值后，即可
将调节器切换到纯比例自动工作状态，让系统投入闭环运行。 6）、待系统稳定后，对系统加扰动信号。记录曲线，在经过几次波动稳
定下来后，系统有稳态误差，并记录余差大小。 7）、减小δ，重复步骤6，观察过渡过程曲线，并记录余差大小。 8）、增大δ，重复步骤6，观察过渡过程曲线，并记录余差大小。 9）、选择合适的δ值就可以得到比较满意的过程控制曲线。 10）、注意：每当做完一次试验后，必须待系统稳定后再做另一次试验。
单容水箱液位PID控制系统设计
实验目的
1、通过实验熟悉单回路反馈控制系 统的组成和工作原理。
2、研究系统分别用P、PI和PID调 节器时的阶跃响应。
3、研究系统分别用P、PI和PID调 节器时的抗扰动作用。
4、定性地分析P、PI和PID调节器 的参数变化对系统性能的影响。
实验设备
1、THKGK-1型过程控制实验装置：GK02、 GK-03、GK-04、 GK-07(2台)
2、必须在老师的指导下，启动计算机系统 和单片机控制屏。
3、若参数设置不当，可能导致系统失控， 不能达到设定值。
实验报告要求பைடு நூலகம்
1、绘制单容水箱液位控制系统的方块图。 2、用接好线路的单回路系统进行投运练习，并叙
述无扰动切换的方法。
3、P调节时，作出不同δ值下的阶跃响应曲线。 4、PI调节时，分别作出Ti不变、不同δ值时的阶跃
实验内容与步骤
2、比例积分调节器（PI）控制
1）、在比例调节实验的基础上，加入积分作用，观察被控制量是 否能回到设定值，以验证在PI控制下，系统对阶跃扰动无余差 存在。
2）、固定比例度δ值，改变PI调节器的积分时间常数值Ti，然后观 察加阶跃扰动后被调量的输出波形，并记录不同Ti值时的超调 量σp。