单回路控制系统及调节器参数的工程整定实验报告2解读

单回路控制系统及调节器参数的工程整定实验报告

一．实验目的：

1.熟悉UT350数字指示调节器的构造，并熟悉掌握UT350数字指示调节器的参数设置，运行操作。了解UT350与上位机之间的通信。

2.熟悉用UT（或UP）调节仪和SAC-CCT3S自动控制实验仪组成单回路控制系统的方法。

3.掌握运用响应曲线和临界比例度法确定调节器的整定参数值。

4.学会根据系统的过渡过程曲线形状来调整调节器的比例度和积分时间，使系统满足品质指标要求。

5.进一步熟悉AX102记录仪的使用。

二．实验设备及仪器：

计算机controlX2000系统或AX102记录仪

UP350程序调节器或UT350数字指示调节仪

SAC-CCT3S自动控制实验仪

三．实验内容及步骤

1.按照上图步骤，设置调节器输入,41(电压有效范围为1-5V，输出置2（电流有效范围4-20MA），置手动（A/M），记录仪更新周期（扫描时间）为30s-

1min。

一观察飞升曲线

（1）置输出sp=50%(改变上下键实现）。

待系统稳定后，加阶跃信号，当系统扫描时，将sp置为75%,观察记录波形（飞升曲线）

实验记录波形（正阶跃曲线）如下:

（2）置输出sp=50%,当系统扫描时，将sp置为25%,观察记录波形（飞升曲线）

实验记录波形（负阶跃曲线）如下:

2.PID参数整定

（1）将sp调至50%，再按上图步骤，关闭I参数、D参数。将P参数调至100%，对半减少PM（同时观察记录仪）直至记录仪上出现等幅震荡曲线，记录此时的P参数和T

实验数据记录如下：

出现等幅振荡时，P 6.7，T60s

按工程整定PID参数列表如下

P（%）T T

P2*6.7=13.4————

PI 2.2*6.7=14.740.85*60=51——

PID 1.7*6.7=11.390.5*60=300.125*60=7.5

（2）在线修改P=50.7,I=9，D=2（经验值），sp调至75%

观察记录仪上的曲线得

正阶跃响应曲线图：

Sp由75%下调至50%，负阶跃响应曲线图

由正阶跃响应曲线可得

震荡时，第一波峰值为80.9，第二波峰值76.3，衰减比为（80.9-75）/（76.3-75）4.54 衰减率为1-1/4.5477.8%

四．实验总结：

1通过等幅震荡曲线得出的P参数和由此计算出的PID参数与满足要求的实际参数差别还是很大的，由此可见工程整定，一定要以实际调节效果为依据，适当对理论数据进行修改和完善。

2临界比例度法和衰减曲线法都是工程上常用的工程整定方法，临界比例度法适用于时间常数不很大，生产过程中允许产生较长时间等幅震荡的系统。衰减曲线法要求设定值扰动幅值约占额定值的5%左右，必须在工艺参数稳定的情况下才能施加扰动，比较简便，适用于各种控制系统的参数整定。但不能准确确定衰减程度，对于扰动较频繁，过程变化较快的控制系统。

3比例调节系统的静差，随比例度的增大而增大，若减小静差，则需减小比例度，但这样做会使系统的稳定性降低，使超调量增大，对系统的动态控制品质很不利。积分时间越小积分效果越强，系统稳定性降低。会使调节时间变长，超调量增大甚至不稳定。