自动控制原理实习报告
自动控制原理的实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作和实验,加深对自动控制原理的理解,掌握控制系统分析和设计的基本方法,提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。
通过实训,使学生能够:1. 理解自动控制系统的基本组成和原理;2. 掌握典型控制系统的时域响应和频域响应分析方法;3. 学会使用实验设备进行控制系统实验,并能够分析实验结果;4. 培养团队协作和沟通能力。
二、实训仪器与设备1. 自动控制原理实验台;2. 信号发生器;3. 数据采集器;4. 计算机;5. 控制系统模拟软件。
三、实训内容1. 控制系统结构分析通过实验台搭建一个典型的控制系统,分析其结构,包括各个环节的功能和相互关系。
2. 时域响应实验对搭建的控制系统进行阶跃响应实验,记录并分析系统的输出波形,计算超调量、上升时间、调节时间等性能指标。
3. 频域响应实验对搭建的控制系统进行频率特性实验,记录并分析系统的幅频特性、相频特性,绘制Bode图。
4. 控制系统设计根据实验结果,对控制系统进行设计,包括PID参数整定、控制器设计等。
四、实验过程1. 搭建控制系统根据实验要求,搭建一个典型的控制系统,包括控制器、执行器、被控对象等环节。
2. 进行阶跃响应实验使用信号发生器产生阶跃信号,输入到控制系统中,记录输出波形,并计算超调量、上升时间、调节时间等性能指标。
3. 进行频率特性实验使用信号发生器产生不同频率的正弦信号,输入到控制系统中,记录输出波形,并绘制Bode图。
4. 控制系统设计根据实验结果,对控制系统进行设计,包括PID参数整定、控制器设计等。
五、实验结果与分析1. 阶跃响应实验通过阶跃响应实验,可以分析系统的稳定性和动态性能。
例如,超调量反映了系统的振荡程度,上升时间反映了系统的响应速度,调节时间反映了系统达到稳态所需的时间。
2. 频率特性实验通过频率特性实验,可以分析系统的频率响应特性。
例如,幅频特性反映了系统对不同频率信号的放大倍数,相频特性反映了系统对不同频率信号的相位延迟。
自控员实习报告
一、实习背景随着自动化技术的飞速发展,自动控制技术已成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
为了更好地掌握自动控制技术,提高自身实践能力,我于2021年7月至8月参加了为期一个月的自控员实习。
本次实习是在某大型钢铁企业进行,旨在让我深入了解自控系统的原理、应用及操作。
二、实习内容1. 自控系统基础知识学习实习期间,我首先学习了自控系统的基本原理、组成及工作流程。
自控系统主要由传感器、控制器、执行器、被控对象和反馈装置组成。
传感器用于检测被控对象的物理量,控制器根据设定值与实际值之间的偏差进行控制,执行器根据控制器的指令调节被控对象的物理量,反馈装置用于将实际值反馈给控制器。
2. 自控系统硬件设备操作在实习过程中,我熟悉了各种自控系统的硬件设备,如PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分布式控制系统)、HMI(人机界面)等。
通过实际操作,我掌握了设备的启动、运行、停止、参数设置及故障排除等基本技能。
3. 自控系统软件应用实习期间,我学习了自控系统软件的应用,包括组态王、Wonderware、OPC等。
通过软件,我可以实现对自控系统的监控、报警、控制等功能。
同时,我还学习了如何利用软件进行数据采集、处理和分析。
4. 自控系统故障处理在实习过程中,我遇到了一些自控系统的故障。
通过查阅资料、请教师傅,我学会了如何分析故障原因、排除故障。
这使我更加深入地了解了自控系统的原理和实际应用。
三、实习收获1. 理论知识与实践相结合通过本次实习,我将所学理论知识与实际操作相结合,加深了对自动控制理论的理解。
同时,我也学会了如何运用所学知识解决实际问题。
2. 提高动手能力在实习过程中,我积极参与各项操作,从实践中不断提高自己的动手能力。
这为我今后的工作打下了坚实的基础。
3. 培养团队协作精神实习期间,我与其他实习生和师傅共同完成任务,这使我学会了如何与他人沟通、协作。
团队协作精神在今后的工作中具有重要意义。
4. 拓宽视野通过实习,我了解了钢铁企业的生产流程和自控系统的应用,拓宽了自己的视野。
自动控制实训实验报告
一、实验目的1. 熟悉并掌握自动控制系统的基本原理和实验方法;2. 理解典型环节的阶跃响应、频率响应等性能指标;3. 培养动手能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理自动控制系统是指利用各种自动控制装置,按照预定的规律自动地完成对生产过程或设备运行状态的调节和控制。
本实验主要研究典型环节的阶跃响应和频率响应。
1. 阶跃响应:当系统受到一个阶跃输入信号时,系统输出信号的变化过程称为阶跃响应。
阶跃响应可以反映系统的稳定性、快速性和准确性。
2. 频率响应:频率响应是指系统在正弦输入信号作用下的输出响应。
频率响应可以反映系统的动态性能和抗干扰能力。
三、实验仪器与设备1. 自动控制实验箱;2. 双踪示波器;3. 函数信号发生器;4. 计算器;5. 实验指导书。
四、实验内容与步骤1. 阶跃响应实验(1)搭建实验电路,连接好实验箱和示波器。
(2)输入阶跃信号,观察并记录阶跃响应曲线。
(3)分析阶跃响应曲线,计算系统的超调量、上升时间、调节时间等性能指标。
2. 频率响应实验(1)搭建实验电路,连接好实验箱和示波器。
(2)输入正弦信号,改变频率,观察并记录频率响应曲线。
(3)分析频率响应曲线,计算系统的幅频特性、相频特性等性能指标。
3. 系统校正实验(1)搭建实验电路,连接好实验箱和示波器。
(2)输入阶跃信号,观察并记录未校正系统的阶跃响应曲线。
(3)根据期望的性能指标,设计校正环节,并搭建校正电路。
(4)输入阶跃信号,观察并记录校正后的阶跃响应曲线。
(5)分析校正后的阶跃响应曲线,验证校正效果。
五、实验结果与分析1. 阶跃响应实验(1)实验结果:根据示波器显示的阶跃响应曲线,计算得到系统的超调量为10%,上升时间为0.5s,调节时间为2s。
(2)分析:该系统的稳定性较好,但响应速度较慢,超调量适中。
2. 频率响应实验(1)实验结果:根据示波器显示的频率响应曲线,计算得到系统的幅频特性在0.1Hz到10Hz范围内基本稳定,相频特性在0.1Hz到10Hz范围内变化不大。
自动化控制实习报告
一、实习目的本次实习旨在让我了解自动化控制技术的基本原理、应用范围以及在实际生产中的应用。
通过实习,我将巩固和深化所学的理论知识,提高实际操作能力,培养团队协作精神,为今后从事自动化控制领域的工作打下坚实的基础。
二、实习单位及时间实习单位:XX科技有限公司实习时间:2020年7月1日至2020年7月31日三、实习内容1. 自动化控制技术基本原理在实习期间,我首先了解了自动化控制技术的基本原理,包括传感器、执行器、控制器、执行机构等组成部分。
通过学习,我明白了自动化控制系统是如何将生产过程中的各种物理量转换为电信号,再由控制器进行运算处理,最终实现对生产过程的自动控制的。
2. 自动化控制系统应用实习期间,我参观了公司生产线,了解了自动化控制系统在各个生产环节中的应用。
例如,在装配线上,自动导引车(AGV)负责将物料从仓库运输到生产线;在焊接环节,焊接机器人负责完成焊接作业;在检测环节,自动化检测设备对产品进行质量检测。
3. 自动化控制系统调试与维护在实习过程中,我参与了自动化控制系统的调试与维护工作。
首先,我学习了如何使用调试工具对控制系统进行参数设置和调整,确保系统正常运行。
其次,我了解了控制系统常见故障及排除方法,为今后实际工作中解决类似问题积累了经验。
4. 自动化控制系统编程实习期间,我还学习了自动化控制系统的编程方法。
通过学习,我掌握了PLC编程软件的使用,能够根据实际需求编写控制程序,实现对生产过程的自动化控制。
四、实习收获1. 理论与实践相结合通过本次实习,我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
在实习过程中,我将所学的理论知识运用到实际工作中,提高了自己的实际操作能力。
2. 团队协作精神在实习过程中,我与其他实习生共同完成各项任务,培养了良好的团队协作精神。
在团队中,我们互相学习、互相帮助,共同提高。
3. 实际工作经验通过实习,我积累了丰富的实际工作经验,为今后从事自动化控制领域的工作打下了坚实的基础。
自控原理实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。
2. 掌握典型环节的数学模型及其在控制系统中的应用。
3. 熟悉控制系统的时间响应和频率响应分析方法。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理自动控制原理是研究控制系统动态性能和稳定性的一门学科。
本实验主要涉及以下几个方面:1. 典型环节:比例环节、积分环节、微分环节、惯性环节等。
2. 控制系统:开环控制系统和闭环控制系统。
3. 时间响应:阶跃响应、斜坡响应、正弦响应等。
4. 频率响应:幅频特性、相频特性等。
三、实验内容1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节- 积分环节- 比例积分环节- 比例微分环节- 比例积分微分环节2. 典型环节的频率响应- 幅频特性- 相频特性3. 二阶系统的阶跃响应- 上升时间- 调节时间- 超调量- 峰值时间4. 线性系统的稳态误差分析- 偶然误差- 稳态误差四、实验步骤1. 典型环节的阶跃响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。
- 使用示波器观察并记录各个环节的阶跃响应曲线。
- 分析并比较各个环节的阶跃响应曲线,得出结论。
2. 典型环节的频率响应- 搭建比例环节、积分环节、比例积分环节、比例微分环节、比例积分微分环节的实验电路。
- 使用频率响应分析仪测量各个环节的幅频特性和相频特性。
- 分析并比较各个环节的频率响应特性,得出结论。
3. 二阶系统的阶跃响应- 搭建二阶系统的实验电路。
- 使用示波器观察并记录二阶系统的阶跃响应曲线。
- 计算并分析二阶系统的上升时间、调节时间、超调量、峰值时间等性能指标。
4. 线性系统的稳态误差分析- 搭建线性系统的实验电路。
- 使用示波器观察并记录系统的稳态响应曲线。
- 计算并分析系统的稳态误差。
五、实验数据记录与分析1. 典型环节的阶跃响应- 比例环节:K=1,阶跃响应曲线如图1所示。
- 积分环节:K=1,阶跃响应曲线如图2所示。
自动控制原理实训报告
自动控制原理实训报告引言:自动控制原理是现代工程领域中的重要学科,它研究如何利用控制系统来实现对各种物理过程的自动化调节和控制。
本篇报告旨在总结和分析我在自动控制原理实训中所学到的知识和经验,并对实训过程中遇到的问题进行探讨和解决。
一、实训目的和背景自动控制原理实训的主要目的是通过实际操作和实验验证,加深对自动控制原理的理解和掌握。
通过实际操控控制系统,我们可以更好地理解控制系统的工作原理、参数调节和性能评估等方面的知识。
二、实训内容和步骤本次实训主要包括以下内容和步骤:1. 实验仪器和设备的介绍:我们首先了解了实验室中常用的控制系统实验仪器和设备,包括传感器、执行器、控制器等,并学习了它们的基本原理和使用方法。
2. 控制系统的建模与仿真:我们学习了如何将实际的物理过程建立数学模型,并利用仿真软件进行系统性能分析和优化设计。
3. PID控制器的调节:PID控制器是最常用的控制器之一,我们学习了PID控制器的原理和调节方法,并通过实验验证了不同参数对系统响应的影响。
4. 系统性能评估与优化:我们学习了如何评估控制系统的性能指标,如稳定性、快速性和抗干扰能力,并通过调节控制器参数来优化系统性能。
三、实训中遇到的问题及解决方法在实训过程中,我们遇到了一些问题,下面列举了其中的几个,并给出了解决方法:1. 问题一:系统响应不稳定。
解决方法:通过调节PID控制器的参数,如比例系数、积分时间和微分时间,来使系统响应稳定。
2. 问题二:系统响应过慢。
解决方法:增大比例系数和减小积分时间可以提高系统的响应速度。
3. 问题三:系统受到干扰时响应不稳定。
解决方法:通过增加微分时间和加入滤波器等方法,可以提高系统的抗干扰能力。
四、实训心得和体会通过这次自动控制原理实训,我深刻体会到了理论与实践的结合的重要性。
在实际操作中,我们不仅需要理解控制原理,还需要灵活运用所学知识解决实际问题。
此外,实训过程中的团队合作也是非常重要的,通过与同学们的合作,我们共同解决了许多实际问题,加深了对自动控制原理的理解。
自动化控制毕业实习报告
一、实习背景为了更好地将所学专业知识与实际工作相结合,提高自己的实践能力,我于20XX年X月X日至20XX年X月X日在XX自动化公司进行了为期一个月的毕业实习。
实习期间,我在公司技术部门的指导下,参与了自动化控制系统的设计、调试和维护工作,收获颇丰。
二、实习目的1. 熟悉自动化控制系统的基本原理和组成,了解实际应用中自动化控制系统的设计和调试方法。
2. 提高自己的动手能力,学会使用自动化控制设备,为今后从事自动化控制相关工作打下基础。
3. 了解自动化控制行业的发展动态,为今后的职业规划提供参考。
三、实习内容1. 自动化控制系统设计在实习期间,我参与了XX自动化项目的控制系统设计工作。
在项目负责人的指导下,学习了PLC编程、组态软件应用、传感器选型等知识。
通过查阅资料、与同事讨论,完成了项目的设计方案,并参与了部分PLC程序编写。
2. 自动化控制系统调试在控制系统设计完成后,我参与了系统的调试工作。
在调试过程中,我学会了如何使用调试工具,如示波器、万用表等,对系统进行了故障排查和性能优化。
3. 自动化控制系统维护实习期间,我还参与了公司现有自动化控制系统的维护工作。
通过学习维护手册,掌握了系统常见故障的解决方法,为用户提供技术支持。
四、实习收获1. 理论与实践相结合:通过实习,我深刻体会到理论知识在实际工作中的重要性,也学会了如何将理论知识应用于实际项目中。
2. 提高动手能力:在实习过程中,我熟练掌握了自动化控制设备的操作方法,提高了自己的动手能力。
3. 丰富工作经验:通过参与实际项目,我积累了丰富的自动化控制工作经验,为今后从事相关工作打下了基础。
4. 拓宽知识面:实习期间,我了解了自动化控制行业的发展动态,为今后的职业规划提供了参考。
五、实习总结通过一个月的实习,我收获颇丰。
在今后的学习和工作中,我将继续努力,不断提高自己的专业素养,为我国自动化控制事业贡献自己的力量。
在此,我要感谢XX 自动化公司为我提供的实习机会,感谢公司领导和同事们的关心与帮助。
自控原理课程实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。
2. 熟悉自动控制系统的典型环节,包括比例环节、积分环节、比例积分环节、惯性环节、比例微分环节和比例积分微分环节。
3. 通过实验,验证自动控制理论在实践中的应用,提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理自动控制原理是研究自动控制系统动态和稳态性能的学科。
本实验主要围绕以下几个方面展开:1. 典型环节:通过搭建模拟电路,研究典型环节的阶跃响应、频率响应等特性。
2. 系统校正:通过在系统中加入校正环节,改善系统的性能,使其满足设计要求。
3. 系统仿真:利用MATLAB等仿真软件,对自动控制系统进行建模和仿真,分析系统的动态和稳态性能。
三、实验内容1. 典型环节实验(1)比例环节:搭建比例环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析比例系数对系统性能的影响。
(2)积分环节:搭建积分环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析积分时间常数对系统性能的影响。
(3)比例积分环节:搭建比例积分环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析比例系数和积分时间常数对系统性能的影响。
(4)惯性环节:搭建惯性环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析时间常数对系统性能的影响。
(5)比例微分环节:搭建比例微分环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析比例系数和微分时间常数对系统性能的影响。
(6)比例积分微分环节:搭建比例积分微分环节模拟电路,观察其阶跃响应,分析比例系数、积分时间常数和微分时间常数对系统性能的影响。
2. 系统校正实验(1)串联校正:在系统中加入串联校正环节,改善系统的性能,使其满足设计要求。
(2)反馈校正:在系统中加入反馈校正环节,改善系统的性能,使其满足设计要求。
3. 系统仿真实验(1)利用MATLAB等仿真软件,对自动控制系统进行建模和仿真,分析系统的动态和稳态性能。
(2)根据仿真结果,优化系统参数,提高系统性能。
四、实验步骤1. 搭建模拟电路:根据实验内容,搭建相应的模拟电路,并连接好测试设备。
自动控制原理实习报告
一、实习背景随着现代工业的快速发展,自动控制技术在各个领域都得到了广泛的应用。
为了更好地理解自动控制原理,掌握相关知识和技能,我们于XX年XX月XX日至XX年XX月XX日在XX公司进行了自动控制原理的实习。
二、实习目的1. 了解自动控制的基本原理和方法。
2. 掌握常用控制器的结构、工作原理和应用。
3. 学会自动控制系统设计和调试方法。
4. 培养动手能力和团队协作精神。
三、实习内容1. 自动控制基本原理实习期间,我们学习了自动控制的基本概念、系统分类、传递函数等理论知识。
通过实验,我们了解了反馈控制系统的稳定性、时域响应、频率响应等特性。
2. 常用控制器我们学习了比例控制器(P)、积分控制器(I)、微分控制器(D)和PID控制器等常用控制器的结构、工作原理和应用。
通过实验,我们掌握了PID参数整定的方法,并学会了如何调整控制器参数以实现系统稳定。
3. 自动控制系统设计实习中,我们学习了自动控制系统设计的基本方法,包括系统建模、控制器设计、系统仿真等。
通过实际案例,我们了解了系统设计过程中需要注意的问题,如系统稳定性、鲁棒性、抗干扰性等。
4. 自动控制系统调试在实习过程中,我们参与了自动控制系统的调试工作。
通过实际操作,我们学会了使用调试工具对系统进行调试,并掌握了调试过程中需要注意的问题,如系统响应速度、调节精度等。
四、实习收获1. 理论知识方面:通过实习,我们对自动控制原理有了更深入的理解,掌握了常用控制器的结构、工作原理和应用。
2. 技能方面:我们学会了自动控制系统设计和调试方法,提高了动手能力和实际操作技能。
3. 团队协作:在实习过程中,我们与同事相互协作,共同完成了实习任务,培养了团队协作精神。
五、实习总结通过本次自动控制原理实习,我们不仅掌握了自动控制的基本原理和方法,还提高了动手能力和团队协作精神。
在今后的学习和工作中,我们将继续努力,将所学知识应用于实际工程中,为我国自动控制技术的发展贡献力量。
自动控制实习报告
实习报告一、实习背景与目的随着科技的不断发展,自动控制技术在各行各业中得到了广泛的应用。
为了更好地了解自动控制原理及其在实际工程中的应用,提高自己的实践能力,我参加了本次自动控制实习。
本次实习的主要目的是:1. 学习并掌握自动控制的基本原理及其相关理论知识。
2. 熟悉自动控制实验设备及实验操作方法。
3. 通过对实际工程的观察与分析,了解自动控制技术在现实中的应用。
4. 提高自己的动手能力、团队协作能力和问题解决能力。
二、实习内容与过程1. 理论学习:在实习开始前,我们首先学习了自动控制的基本原理,包括控制系统的基本概念、数学模型、控制律等。
通过学习,我们对自动控制有了更深入的了解,为后续的实践操作奠定了基础。
2. 实验操作:在实习过程中,我们参观了自动控制实验室,并进行了相关的实验操作。
实验内容包括:环节特性实验、频率响应实验、PID控制实验等。
通过实验,我们熟悉了实验设备的使用方法,掌握了自动控制实验的基本技能。
3. 工程实践:在实习期间,我们参观了某自动化生产线,了解了自动控制技术在实际工程中的应用。
通过观察和分析,我们认识到自动控制技术在提高生产效率、降低人力成本等方面的重要性。
4. 团队协作与问题解决:在实习过程中,我们以小组为单位进行课题研究。
通过团队协作,我们共同分析问题、探讨解决方案,不仅提高了自己的沟通能力,还学会了如何与他人合作共同解决问题。
三、实习收获与反思1. 知识与技能的提升:通过实习,我们掌握了自动控制的基本原理和实验操作方法,提高了自己的实际操作能力。
2. 团队协作能力的培养:在实习过程中,我们学会了与他人合作共同解决问题,提高了自己的团队协作能力。
3. 工程实践的感悟:通过参观自动化生产线,我们认识到自动控制技术在实际工程中的应用价值,对自己的职业规划有了更明确的方向。
4. 反思:在实习过程中,我们也发现了自己在理论知识掌握、动手能力等方面的不足,为今后的学习和工作指明了方向。
自动控制原理实验实训报告 .docx
自动控制原理实验实训报告 .docx【导言】自动控制原理实验实训是控制科学与工程专业的必修课程,是学生进行理论学习与实践操作结合的一个重要环节。
本次实训学习了控制系统的基本概念、控制器的类型以及控制系统的建模和分析方法,并通过实现传感器数据采集、信号控制和反馈调节等操作,掌握了控制系统的工作原理和实现方式。
本报告将对本次实训中的实验操作、实验结果和实验体会进行详细记录和总结。
【实验操作】1.传感器场景仿真实验本实验通过MATLAB仿真软件,实现了对不同场景下传感器采集数据的比较分析。
实验过程中需要设置不同的传感器样本数据和处理方式,并利用MATLAB的数据处理工具对数据进行处理分析,从而得出传感器对于不同场景下数据采集的适用性和准确性。
2.直流电动机速度调节实验本实验通过实现电动机的速度控制,实现对电动机的运行状态的控制调节。
实验需要完成对AC220V电源、TG-01速度控制器以及直流电动机的连接和调试,并通过电动机的运行状态和速度,实现对控制器的参数设置和调节操作。
4.磁悬浮控制实验本实验实现了对磁悬浮平台的控制和调节,并通过数据反馈实现了对磁悬浮平台的稳定运行。
通过对控制器的参数调节和磁悬浮平台的反馈数据分析,加深了对磁悬浮控制原理的理解和掌握程度。
本次实验操作中,通过对控制器的操作和数据反馈的分析,加深了对自动控制的认识和掌握程度,提高了对控制系统的工作原理和实现方式的理解。
同时,实验操作中也存在一些问题和不足,例如实验操作过程的不稳定性和实验数据分析的不准确性等问题。
需要在今后的学习和实践中,加强对理论知识和实验操作技能的学习和掌握,提高实验操作的准确性和稳定性,从而更好地掌握自动控制原理的知识和技能。
自控实习报告
一、实习目的本次自控实习旨在通过实际操作和理论学习,加深对自动控制原理的理解,掌握自动控制系统的基本设计方法和分析技巧,提高解决实际工程问题的能力。
实习期间,我参与了机械手终端执行器微机控制系统的设计与仿真,通过实践,巩固了自动控制理论知识,提升了动手能力和团队协作能力。
二、实习时间与地点实习时间:2023年X月X日至2023年X月X日实习地点:XX大学自控实验室三、实习内容与过程1. 机械手终端执行器微机控制系统设计(1)系统需求分析:针对机械手终端执行器微机控制系统,明确其控制目标为快速夹紧杯子而不夹碎,并满足机械臂的加速、减速及微调要求。
(2)数学建模:根据机械手终端执行器的结构和运动特性,建立其动力学模型,分析系统参数,为后续控制器设计提供依据。
(3)控制器设计:运用经典控制理论知识,设计控制器,实现机械手终端执行器的精确控制。
(4)仿真分析:利用Matlab软件对控制器进行仿真,验证其性能,优化控制器参数。
2. 机械手终端执行器微机控制系统实现(1)硬件搭建:根据设计要求,搭建机械手终端执行器微机控制系统硬件平台,包括微控制器、执行电机、传感器等。
(2)软件编程:编写控制器程序,实现机械手终端执行器的控制功能。
(3)系统调试:对控制系统进行调试,确保其稳定运行。
四、实习体会与收获1. 理论知识与实践相结合:通过本次实习,我深刻体会到理论知识与实践操作的重要性。
在理论学习的基础上,通过实际操作,将所学知识应用于实际工程问题,加深了对自动控制原理的理解,提高了解决实际问题的能力。
2. 团队协作:实习过程中,我与团队成员共同完成系统设计、硬件搭建、软件编程等工作,培养了团队协作精神,提高了沟通能力。
3. 动手能力:在实习过程中,我掌握了自动控制系统的设计、搭建、调试等技能,提高了动手能力。
4. 创新意识:在实习过程中,我积极思考,不断优化系统设计,提高系统性能,培养了创新意识。
五、总结本次自控实习使我受益匪浅,不仅巩固了自动控制理论知识,提高了动手能力和团队协作能力,还培养了我的创新意识。
自动控制原理实践教学报告
自动控制原理实践教学报告
一、实践目的
这次实践的目的是使学生掌握自动控制的基本原理,理解不同的
控制系统的工作原理和特点,能够实际操作运用。
二、实验原理
自动控制是一种用自动方式控制被控对象(实际系统)运行参数,使其达到所要求的稳定状态的技术。
它是利用继电器、晶体管,及时
多变的电子电磁元件等,根据计算机信号集成在不同环境介质中获得时
间来控制物理系统运转状态而实现自动控制的。
三、实践内容
1.概述了自动控制的概念,以及实现自动控制的基本原理和方法;
2.认识和学习控制系统中实际运用的继电器、晶体管元件、及时多变
的电子电磁元件以及传感器;
3.熟悉实际系统中所用到的控制方法、控制仪表、微处理器、编程序等;
4.熟练操作自动控制系统,进行可靠的自动控制实验;
5.理解和掌握微机自动控制的具体实验程序,充分发挥计算机及微处
理器的控制能力,探究自动控制的应用领域;
6.做好技术性的实验报告,归纳学习实验所得的丰富经验,为之后的
工作打下坚实的基础。
四、实践结果
通过本次实验,学生掌握了自动控制原理,仔细操作实践有助于
更好理解原理,以有效地控制实际系统。
此外,本次实验不仅让学生
学习自动控制原理和设备,同时还让学生深刻理解和提高微机自动控
制的学习能力和应用能力,从而能够更好地运用实验所得的丰富经验。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告姓 名班 级学 号指导教师1自动控制原理实验报告(一)一.实验目的1.了解掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式。
2.观察分析各典型环节的阶跃响应曲线,了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响。
3.了解掌握典型二阶系统模拟电路的构成方法及Ⅰ型二阶闭环系统的传递函数标准式。
4.研究Ⅰ型二阶闭环系统的结构参数--无阻尼振荡频率ωn 、阻尼比ξ对过渡过程的影响。
5.掌握欠阻尼Ⅰ型二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标σ%、t p 、t s 的计算。
6.观察和分析Ⅰ型二阶闭环系统在欠阻尼、临界阻尼、过阻尼的瞬态响应曲线,及在阶跃信号输入时的动态性能指标σ%、t p 值,并与理论计算值作比对。
二.实验过程与结果1.观察比例环节的阶跃响应曲线1.1模拟电路图1.2传递函数(s)G(s)()o i U K U s == 10R K R =1.3单位阶跃响应U(t)K 1.4实验结果1.5实验截图2342.观察惯性环节的阶跃响应曲线2.1模拟电路图2.2传递函数(s)G(s)()1o i U KU s TS ==+10R K R =1T R C =2.3单位阶跃响应0(t)K(1e)tTU-=-2.4实验结果2.5 实验截图5673.观察积分环节的阶跃响应曲线3.1模拟电路图3.2传递函数(s)1G(s)()TS o i U U s ==i 0T =R C3.3单位阶跃响应01(t)i U t T =3.4 实验结果3.5 实验截图89104.观察比例积分环节的阶跃响应曲线4.1模拟电路图4.2传递函数0(s)1(s)(1)(s)i i U G K U T S ==+10K R R =1i T R C=4.3单位阶跃响应1 (t)(1)U K tT=+ 4.4实验结果4.5实验截图1112135.观察比例微分环节的阶跃响应曲线5.1模拟电路图5.2传递函数0(s)1(s)()(s)1i U TSG K U S τ+==+12312(R )D R R T CR R =++3R C τ=120R R K R +=141233(R //R )R D K R +=0.06D D T K sτ=⨯=5.3单位阶跃响应0(t)()U KT t Kδ=+5.4实验结果截图6.观察比例积分微分(PID )环节的响应曲线6.1模拟电路图156.2传递函数0(s)(s)(s)p p p d i i K U G K K T S U T S ==++123212(R )C d R R T R R =++i 121(R R )C T =+120p R R K R +=1233(R //R )R D K R +=32R C τ= D D T K τ=⨯6.3单位阶跃响应0(t)()p p D p K U K T t K tTδ=++6.4实验观察结果截图16三.实验心得这个实验,收获最多的一点:就是合作。
自动控制技术实习报告
随着科技的不断发展,自动控制技术在各个领域的应用越来越广泛。
为了更好地将理论知识与实际操作相结合,提高自己的实践能力,我于近期在XX公司进行了自动控制技术的实习。
本次实习旨在通过实际操作,加深对自动控制理论的理解,提高解决实际问题的能力。
二、实习单位简介XX公司是一家专注于自动化控制系统研发、设计、制造、销售及服务的高新技术企业。
公司拥有丰富的行业经验和技术实力,为客户提供一站式自动化解决方案。
本次实习单位具备完善的自动化生产线,为实习提供了良好的实践环境。
三、实习内容1. 自动控制理论的学习实习期间,我首先对公司提供的自动控制理论资料进行了深入学习,包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
通过学习,我对自动控制的基本原理、算法和实现方法有了更加深刻的认识。
2. 自动化设备操作在实习过程中,我先后参与了多个自动化生产线的操作。
具体内容包括:(1)了解自动化生产线的基本结构,包括执行机构、控制器、传感器等;(2)学习操作自动化设备,如PLC编程、机器人操作、数控机床等;(3)掌握自动化设备的调试和故障排除方法。
3. 自动化项目实践实习期间,我参与了公司的一个自动化项目。
项目要求根据生产工艺要求,设计一套自动控制系统。
具体内容包括:(1)分析生产工艺,确定控制要求;(2)选择合适的控制算法和控制器;(3)进行PLC编程和调试;(4)编写自动化系统操作手册。
1. 提高了自动控制理论水平通过实习,我对自动控制理论有了更加深入的理解,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
2. 增强了实践操作能力实习期间,我参与了多个自动化设备的操作和调试,提高了自己的动手能力。
3. 了解了自动化行业的发展趋势通过实习,我对自动化行业的发展趋势有了更加清晰的认识,为今后的职业规划提供了参考。
4. 培养了团队协作精神在实习过程中,我与同事共同完成了自动化项目,锻炼了自己的团队协作能力。
五、实习体会1. 理论与实践相结合实习让我深刻体会到,理论知识是实践的基础,而实践是检验理论的唯一标准。
自动控制原理实习报告
实习报告:自动控制原理实验一、实验背景及目的随着现代工业的快速发展,自动控制技术在各个领域中的应用越来越广泛。
自动控制原理实验是电气工程及其自动化专业的一门重要实践课程,旨在让学生了解和掌握自动控制理论的基本原理和方法,培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
本次实验主要涉及电动调节阀和PID控制器的相关知识。
二、实验内容及步骤1. 电动调节阀篇(1)了解电动调节阀的结构特点和工作原理。
电动调节阀主要由电动执行器与调节阀阀体构成,通过接收工业自动化控制系统的信号,来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小,控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数,实现远程自动控制。
(2)学习电动调节阀的调节稳定性和调节性能。
电动调节阀具有调节稳定,调节性能好等特点。
其结构特点包括:伺服放大器采用深度动态负反馈,可提高自动调节精度;电动操作器有多种形式,可适用于4~20mA DC或0~10mA DC;可调节范围大,固有可调比为50,流量特性有直线和等百分比;电子型电动调节阀可直接由电流信号控制阀门开度,无需伺服放大器;阀体按流体力学原理设计的等截面低流阻流道,额定流量系数增大30%。
(3)了解电动调节阀的分类及适用场合。
电动调节阀一般可分为单座式和双座式结构。
电动单座式调节阀适用于对泄漏要求严格,阀前后压差低及有一定粘度和含纤维介质的工作场合;电动双座式调节阀具有不平衡力小,允许压差大,流通能力大等待点,适用于泄漏量要求不严格的场合。
2. PID控制器篇(1)了解PID控制器的组成及作用。
PID控制器由比例控制、积分控制和微分控制组成。
比例控制是利用输入信号和参考信号的偏差量来控制;微分控制是利用输入信号的变化频率来控制;积分控制是利用输入信号的积分量来控制。
PID控制器能够通过设置比例、积分和微分三种参数来调节系统输出。
(2)学习PID控制器的开发现状。
PID控制器自发明以来已有近70年的历史,其结构简单、稳定性好、运行可靠、调节方便,已成为工业控制技术中的领先技术之一。
自动控制原理实习报告
自动控制原理实习报告专业:自动化班级:姓名:时间:目录1.滞后校正的原理和方法 (2)1.1滞后校正的原理 (2)1.2滞后校正的设计步骤 (3)2.控制系统的滞后校正设计 (4)2.1校正前系统初始状态分析 (5)2.2滞后校正分析及计算 (8)2.2.1 校正装置参数计算的程序 (8)2.2.2 校正后的验证 (13)2.2.3 滞后校正对系统性能改变的分析 (17)3. 实验实际图像及其误差分析 (19)4.心得体会 (20)5.实验人员 (24)参考文献 (25)1.滞后校正的原理和方法1.1滞后校正的原理所谓校正,就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置,使系统整个特性发生变化,从而满足给定的各项性能指标。
系统校正的常用方法是附加校正装置。
按校正装置在系统中的位置不同,系统校正分为串联校正、反馈校正和复合校正。
按校正装置的特性不同,又可分为PID校正、超前校正、滞后校正和滞后-超前校正。
这里我们主要讨论串联校正。
一般来说,串联校正设计比反馈校正设计简单,也比较容易对信号进行各种必要的形式变化。
在直流控制系统中,由于传递直流电压信号,适于采用串联校正;在交流载波控制系统中,如果采用串联校正,一般应接在解调器和滤波器之后,否则由于参数变化和载频漂移,校正装置的工作稳定性很差。
串联超前校正是利用超前网络或PD控制器进行串联校正的基本原理,是利用超前网络或PD控制器的相角超前特性实现的,使开环系统截止频率增大,从而闭环系统带宽也增大,使响应速度加快。
在有些情况下采用串联超前校正是无效的,它受以下两个因素的限制:1)闭环带宽要求。
若待校正系统不稳定,为了得到规定的相角裕度,需要超前网络提高很大的相角超前量。
这样,超前网络的a值必须选得很大,从而造成已校正系统带宽过大,使得通过系统的高频噪声电平很高,很可能使系统失控。
2)在截止频率附近相角迅速减小的待校正系统,一般不宜采用串联超前校正。
自动控制实训报告总结范文
一、实训背景随着科技的不断发展,自动控制技术已成为现代工业生产、航空航天、交通运输等领域不可或缺的技术。
为了使我对自动控制技术有一个更深入的了解,学校安排了为期两周的自动控制实训。
通过本次实训,我不仅掌握了自动控制的基本原理和操作技能,还提升了团队协作和解决问题的能力。
二、实训目的1. 理解自动控制系统的基本原理和组成。
2. 掌握自动控制系统的设计和调试方法。
3. 提高动手操作能力和团队协作能力。
4. 培养创新意识和工程实践能力。
三、实训内容1. 自动控制系统原理学习:通过理论学习,掌握了自动控制系统的基本概念、分类、组成和原理。
学习了反馈控制、前馈控制、自适应控制等基本控制策略。
2. 自动控制系统设计:在实训教师的指导下,学习了使用MATLAB等软件进行自动控制系统的建模、仿真和优化。
通过实际操作,掌握了PID控制、模糊控制等常用控制算法的设计和应用。
3. 自动控制系统调试:学习了自动控制系统的调试方法和技巧,掌握了使用示波器、频率分析仪等仪器对系统进行调试和性能测试。
4. 团队合作与交流:在实训过程中,我与同学们分工合作,共同完成实训项目。
通过交流讨论,提高了团队协作和沟通能力。
四、实训过程1. 理论学习:通过课堂讲解、自学和查阅资料,掌握了自动控制系统的基本理论知识。
2. 软件应用:使用MATLAB等软件进行自动控制系统的建模、仿真和优化,提高了计算机应用能力。
3. 实验操作:在实训教师的指导下,进行了自动控制系统的实验操作,掌握了实验技能。
4. 项目实践:分组进行自动控制系统的设计与调试,培养了团队协作和解决问题的能力。
五、实训收获1. 理论知识:对自动控制系统的基本原理、组成、分类和控制策略有了深入的理解。
2. 实践技能:掌握了自动控制系统的建模、仿真、优化和调试方法,提高了动手操作能力。
3. 团队协作:在实训过程中,与同学们分工合作,共同完成实训项目,提高了团队协作和沟通能力。
4. 创新意识:在实训过程中,遇到问题时,积极思考、寻求解决方案,培养了创新意识。
自动控制实习报告
一、实习背景为了更好地将所学理论知识与实际应用相结合,提高自己的动手能力和实践技能,我于2023年X月X日至X月X日在XX自动化科技有限公司进行了为期一个月的自动控制实习。
二、实习目的1. 熟悉自动控制系统的基本原理和组成;2. 掌握自动控制系统的调试和维修技能;3. 培养团队协作和沟通能力;4. 提高自己的实际操作水平。
三、实习内容1. 自动控制系统的基本原理学习在实习期间,我首先学习了自动控制系统的基本原理,包括PID控制、串级控制、前馈控制等。
通过学习,我对自动控制系统的基本概念有了更深入的了解。
2. 自动控制系统的组装与调试在导师的指导下,我参与了自动控制系统的组装和调试工作。
我学习了各种传感器的使用、执行机构的安装、控制器的编程等技能。
通过实践,我掌握了自动控制系统的组装与调试方法。
3. 自动控制系统的维修与维护在实习过程中,我还学习了自动控制系统的维修与维护方法。
我了解了常见故障的原因及解决措施,提高了自己的故障排除能力。
4. 团队协作与沟通在实习期间,我与团队成员共同完成了多个项目。
我学会了如何与团队成员有效沟通,协调工作,提高了自己的团队协作能力。
四、实习收获1. 理论与实践相结合:通过实习,我将所学理论知识与实际应用相结合,提高了自己的实际操作水平。
2. 技能提升:我掌握了自动控制系统的组装、调试、维修等技能,为今后的工作打下了坚实基础。
3. 团队协作与沟通:在实习过程中,我学会了与团队成员有效沟通,提高了自己的团队协作能力。
4. 工作态度:通过实习,我更加明确了自己的职业规划,端正了工作态度,为今后步入职场做好准备。
五、实习体会实习期间,我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。
在实际工作中,我发现很多理论知识在实际应用中都能得到体现。
同时,我也认识到,只有具备一定的实践技能,才能更好地适应工作需求。
总之,这次自动控制实习让我受益匪浅。
在今后的学习和工作中,我将继续努力,不断提高自己的综合素质,为我国自动化事业贡献自己的力量。
自动控制实训报告两千字
一、实训目的本次自动控制实训旨在使学生了解自动控制的基本原理和方法,掌握常用控制系统的组成、工作原理和性能特点,培养动手能力、分析问题和解决问题的能力,为后续课程学习和实际应用打下基础。
二、实训内容1. 自动控制基本原理(1)自动控制系统的组成:传感器、控制器、执行器和被控对象。
(2)控制系统的分类:按输入信号分类:开环控制系统和闭环控制系统;按调节对象分类:线性控制系统和非线性控制系统。
2. 常用控制系统的组成与工作原理(1)比例控制:通过改变输入信号的比例来控制输出信号。
(2)比例-积分-微分(PID)控制:结合比例、积分和微分控制,提高控制精度和稳定性。
(3)模糊控制:利用模糊逻辑进行控制,具有较强的鲁棒性和适应性。
(4)神经网络控制:利用神经网络强大的非线性映射能力进行控制。
3. 控制系统性能分析(1)稳定性分析:通过根轨迹、频率响应等方法分析系统的稳定性。
(2)稳态误差分析:通过稳态误差公式计算系统在稳态时的误差。
(3)动态性能分析:通过过渡过程、上升时间、超调量等指标评价系统的动态性能。
三、实训过程1. 实验准备(1)熟悉实验设备、仪器和工具的使用方法。
(2)了解实验原理、步骤和注意事项。
2. 实验步骤(1)搭建实验电路,包括传感器、控制器、执行器和被控对象。
(2)根据实验要求,选择合适的控制算法。
(3)进行系统参数整定,使系统达到预期性能。
(4)观察系统动态响应,记录相关数据。
(5)分析实验结果,验证系统性能。
3. 实验结果与分析(1)实验一:比例控制搭建比例控制系统,观察系统动态响应,记录相关数据。
通过比较理论计算值和实验测量值,验证比例控制系统的性能。
(2)实验二:PID控制搭建PID控制系统,整定系统参数,使系统达到预期性能。
观察系统动态响应,记录相关数据,分析系统稳态误差和动态性能。
(3)实验三:模糊控制搭建模糊控制系统,根据实验要求设计模糊控制器。
整定系统参数,使系统达到预期性能。
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《自动控制原理》课程设计[设计结果]任务一:双容水箱对象的建模、仿真、控制系统分析和设计 1.建立二阶水箱液位对象模型(1)用机理建模(白箱)方法建立系统模型并线性化非线性模型建立:控制作用为U 控制调节阀LV1001的开度,从而控制第1个水箱的液位H1和第2个水箱的液位H2,控制作用U 和调节阀管道上的流量之间的关系为Q1=K1*U1,建立该二阶水箱的状态空间表达式描述的数学模型11122112221332221()1(d dH K U Q K U H dt A dH K U H K U H dt A y H =+-==模型线性化:对微分方程进行增量化,并在工作点处进行线性化 首先求解工作点的系统参数11212132K 0K 0d U Q K U H K U H U H +-=-=然后对微分方程中的各变量用相应的增量代替11111211122211332221(U +)1()d d d H K Q Q K U K U H H dt A d H K U H H K U H H dt A ∆=+∆+∆-+∆∆=+∆+∆ 其次将上述微分方程进行线性化111111221211212221233232121(U +21(22d d d H K Q Q K U K U H K U dt A H d H K U H K U K U H K U dt A H H ∆=+∆+∆-∆=-最后得到线性化的微分方程1111211212232121()21(22d d H Q K U K U dt A H d H K U K U dt A H H ∆=∆+∆-∆=代入系统参数和工作点参数,忽略干扰Qd 的影响,进行拉式变换得最终传递函数为1116202.1)()(1+=∆∆s s u s H ,()12.128)1116(466.1)()(2++=∆∆s s s u s H(2)用试验建模(黑箱)方法辨识被控对象数学模型对已稳态系统输入10%正负阶跃信号,采集数据得(红色曲线对应输入变量U ,绿色和蓝色曲线分别对应输出变量H2和H1)其响应为下图:5001000150020002500300035000102030405060708090100图-1 系统数据采集曲线分别采用适当方法对一阶系统,二阶系统进行辨识,确定其中参。
对于一阶系统采用10%正负阶跃响应,归一化后,取y=0.39,y=0.63两值,求解方程组可得其参数为表-1所列数据:表-1 一阶系统辨识结果K T 上行 1.3099 126 下行 1.0715 94表-2 二阶系统辨识结果K T1 T2上行 1.6037 84.9613 156.2424 下行 1.3251 73.4496 134.4208分别对机理建模和试验建模所得系统进行系统仿真,由其仿真曲线和实际曲线对比,比较各自效果(绿色曲线对应机理建模结果,蓝色和红色曲线分别对应上行和下行辨识结果)图-2 一阶系统仿真曲线一阶系统机理建模和上、下行辨识结果不同原因分析:1)、给定正、负阶跃信号对应管道阀门开度调大、调小。
2)、当给定10%正阶跃时,阀门开度变大,对应的管道阻力系数变小,损失减小,稳态值变大。
阻力系数变小,系统达到稳定的时间增大,对应时间常数增大,上升时间,调节时间等均变大;3)、当给定10%负阶跃时,相应的,阀门开度变小,对应的管道阻力系数变大,损失增大,稳态值变小。
阻力系数变大,系统达到稳定的时间减小,对应时间常数减小,上升时间,调节时间等均减小;3)在进行辨识时,不排除在读取或选取数据时也存在一定的误差,引起辨识得到的时间常数和机理建模的差别;图-3 二阶系统仿真曲线分析:二阶系统机理建模和上、下行辨识结果曲线不吻合原因同一阶系统分析结果。
2.根据建立的二阶水箱液位对象模型,在计算机自动控制实验箱上利用电阻、电容、放大器的元件模拟二阶水箱液位对象其中R1=100.4k Ω,R2=100.5 k Ω,R3=200k Ω,R4=100.1 k Ω,R5=150.1k Ω,R6=200k Ω,C=10.4μF ,C1=13.2μF.将二阶系统传递函数T1和T2同时缩小80倍,选择器件搭建理论电路并测量各器件实际参数,计算得实际模拟电路传递函数19042.29421.14970.1)(2++=s s s W 3.通过NI USB-6008数据采集卡采集模拟对象的数据,测试被控对象的开环特性,验证模拟对象的正确性对理论系统进行阶跃响应仿真,并和模拟系统阶跃响应对比(红色曲线对应理论系统阶跃响应仿真结果,蓝色曲线对应模拟系统阶跃响应结果)图-4 模拟和理论对象阶跃响应曲线分析:由图可知实际开环单位阶跃响应特性曲线和仿真的开环单位阶跃响应特性曲线几乎重合,说明建立的模型和传函十分吻合,模拟对象的正确.。
4.采用纯比例控制,分析闭环控制系统随比例系数变化时控制性能指标(超调量,上升时间,调节时间,稳态误差等)的变化,使用Matlab中SISOTOOLS进行仿真分析,对比实际控制效果和仿真效果的差异,并进行分析分别对不同K下的理论系统进行阶跃响应仿真,并和相应模拟系统阶跃响应进行对比(红色曲线对应理论系统阶跃响应仿真结果,蓝色曲线对应模拟系统阶跃响应结果)图-5 P控制器阶跃响应曲线图-5 P控制器K=5阶跃响应曲线图-5 P控制器K=10阶跃响应曲线图-5 P控制器K=100阶跃响应曲线图-6 K=0.2根轨迹和伯德图图-7 K=0.5根轨迹和伯德图图-8 K=1根轨迹和伯德图图-9 K=2根轨迹和伯德图图-10 K=5根轨迹和伯德图图-11 K=10根轨迹和伯德图图-12 K=100根轨迹和伯德图表-3 P控制器不同参数下的性能指标K 超调量调节时间Ts 稳态误差上升时间Tr 截止频率Wn相角裕度0.2 0 3.81 0.7687 2.89 NaN Inf0.5 0 3.39 0.5650 2.51 NaN Inf1 5.90% 3.91 0.3969 1.64 0.479 1122 17.64% 3.55 0.2493 0.98 0.985 72.85 46.75% 4.51 0.1169 0.62 1.81 44.510 70.32% 7.73 0.0659 0.59 2.67 31.2100 - - - - 8.74 9.77分析闭环控制系统随比例系数变化时控制性能指标的变化:1)、纯比例控制存在偏差,且随着控制作用的增强,偏差减小,但不会减小至0,即偏差始终存在;2)、随着比例系数的增大,系统出现超调,Kp越大,超调量越大,同时上升时间,调节时间和稳态误差都减小,相角裕度减小,截止频率变大,可见,此时系统获得了较快的响应速度,但稳定性变差。
3)、当K增大到一定程度时,例如,K=100时,系统出现振荡,变得不稳定起来。
5.采用PI器,利用根轨迹法判断系统的稳定性,使用Matlab中SISOTOOLS设计控制系统性能指标,并将控制器使用于实际模拟仿真系统,观测实际系统能否达到设计的性能指标分别对不同K和Ti下的理论系统进行阶跃响应仿真,并和相应模拟系统阶跃响应进行对比(红色曲线对应理论系统阶跃响应仿真结果,蓝色曲线对应模拟系统阶跃响应结果)图-13 PI控制器阶跃响应曲对应的各自根轨迹为:图-14 K=0.5,Ti=1根轨迹和伯德图图-15K=0.5,Ti=2根轨迹和伯德图图-16 K=1,Ti=1根轨迹和伯德图图-17 K=1,Ti=2根轨迹和伯德图图-18 Ti=5根轨迹和伯德图图-19 Ti=50根轨迹和伯德图图-20 Ti=100根轨迹和伯德图表-4 PI控制器不同参数下的性能指标K Ti 超调量调节时间稳态误差上升时间截止频率相角裕度0.5 1 21.90% 8.07 0 2.51 0.529 44.5 0.5 2 0 5.91 0 4.35 0.359 71.41 1 42.30 % 10.99 0 1.35 0.353 57.21 2 12.80% 5.51 0 1.79 0.26 64.10.5 5 0 24.81 0 16.65 0.191 1030.5 50 0 - 0 - 0.0225 1350.5 100 0 - 0 - 0.0113 137分析闭环控制系统随比例系数和积分时间常数变化时控制性能指标的变化:1)Ti相同时,接近于纯比例控制,Kp越大,超调量越大,上升时间,调节时间和稳态误差都减小,系统获得了较快的响应速度,但振荡明显增强,稳定性变差。
2)Kp相同时,积分时间Ti越大,上升时间越大,超调量越小,调节时间越大,稳态误差越小,由此可见,积分作用可以减小稳态误差,但使系统的响应速度减慢,不如纯比例控制及时;3)当积分时间达到一定程度,系统反应迟钝。
6.采用PID控制,分析不同参数下,控制系统的调节效果,比较实际控制效果和仿真控制效果的差异,并分析原因分别对不同K,Ti和Td下的理论系统进行阶跃响应仿真,并和相应模拟系统阶跃响应进行对比(红色曲线对应理论系统阶跃响应仿真结果,蓝色曲线对应模拟系统阶跃响应结果)图-15 PID控制器阶跃响应曲线图-16 K=0.3,Ti=1,Td=0.5根轨迹和伯德图图-17 K=0.2,Ti=1,Td=0.5轨迹和伯德图图-18 K=0.2,Ti=2,Td=0.5轨迹和伯德图图-19 K=0.2,Ti=2,Td=5根轨迹和伯德图表-5 PID控制器不同参数下的性能指标K Ti Td 超调量调节时间稳态误差上升时间截止频率相角裕度0.3 1 0.5 12.2% 11.21 0 3.62 0.146 82.80.2 1 0.5 6.1% 12.61 0 5.27 0.148 82.40.2 2 0.5 0 18.25 0 13.01 0.479 1120.2 2 5 0 18.70 0 15.61 0.128 87.25 1 1 6.6% 13.81 0 5.62 0.254 65.25 5 10 12.8% 22.72 0 7.22 0.202 85.35 10 50 11.2% 40.51 0 10.74 0.603 91.3分析闭环控制系统随参数变化时控制性能指标的变化:1)、由上表数据可以看出,比例作用和积分作用和比例积分作用效果相同。
2)、微分作用的输出和偏差变化的速度成正比。
由上表,随着微分作用的增强,上升时间,调节时间增大,截止频率,相角裕度减小。
根据偏差变化的趋势提前采取调节措施,即超前作用。
3)当Td选取过大时,系统响应中微分作用十分明显。
4)中SISOTOOLS设计控制系统性能指标,并将校正环节使用于实际模拟仿真系统,观测实际系统能否达到设计的性能指标分别对不同Ts和K下的理论系统进行阶跃响应仿真,并和相应模拟系统阶跃响应进行对比(红色曲线对应理论系统阶跃响应仿真结果,蓝色曲线对应模拟系统阶跃响应结果)图-20 不同Ts和K下的阶跃响应曲线图-21被校系统原根轨迹和伯德图图-22 K=3,Tz=1.7,Tp=0.56轨迹和伯德图 图-23 K=5,Tz=2,Tp=1根轨迹和伯德图校正结果分析: 1)、校正前,系统稳态误差为0.401,截止频率0.479,相角裕度112.串联校正目的是改善稳态误差和截止频率; 2)、经计算,校正环节取C (s )为156.0)17.1(*3++s s 和1)12(*5++s s 。