过程仿真实验报告

实验报告

液位单回路控制系统仿真

姓名：。。

学号：。。

时间：2010.12

一：控制系统的工作过程

1要设计的这个单回路液位控制系统，是由PID 调节器、执行阀、水箱对象连同被控过程组成的，用程序控制实现，对水箱液位进行控制的反馈控制系统，如下图：

PID 调节器

执行阀

水箱对象

液位传感器

设定液位

实际液位

e

u

Q

-

2实现代码如下

IF start == 1 THEN

cs=0.5; dt = dt + 0.5; e2=e1; e1=e;

e=(l1 - h2)/40*5; ki=kc*cs/ti; kd=kc*td/cs;

u=kc * (e - e1) + ki * e+kd * (e - 2 * e1 + e2); u2=u1 + u;

IF u2 > 10 THEN u2 = 10; ENDIF;

IF u2 < 0 THEN u2 = 0; ENDIF;

k=u2 / 10;

q1=k * 3.5;

u1=u2;

h2=(0.5*20*q1+200*h1)/200.5;

h1=h2;

IF h2 >= h THEN

h = h2;

ENDIF;

IF tt==1 AND h2 <= l1 THEN

tr=tr + 0.5;ELSE

IF h2 > l1 THEN

tt = 0;

ENDIF;

ENDIF;

ENDIF;

IF h2 <= l1*0.95 OR h2 >= l1 * 1.05 THEN

st = dt;

ENDIF;

I

F start == 0 THEN

ot=(h - l1) / l1 * 100; （超调量显示）

IF ot <= 0 THEN

ot = 0;

ENDIF;

ENDIF;

通过给出初始液位，设定好各个参数关系实行反馈控制，即通过PID调节，执行阀水箱对象，还有整个系统的反馈控制，实现实际液位的逐渐稳定输出

工作仿真软件流程图如下：

开始start=1

设定cs=0.5,dt=dt+0.5

设定初值e=[l1-h2]/40*5

Ki=kc*cs/ti Kd=kc*td/cs

输入l1,kc,ti,td

If U2>10

U2=10

Y

N

If U2<0

U2=0

Y

N

K=u2/10,q1=k*3.5

H2=[0.5*20*q1+200*h1]/200.5

h1=h2

If h2>h

If tt==1and h2<=l1

N

Y

tr=tr+0.5

If h2<=l1*0.95or h2>=l1*1.05

If h2>l1

tt=0

If start==0

ot=[h-l1]/l1*100

Y

N

ot=0

N

h=h2

Y

ot=[h-l1]/l1*100

二系统分析

设定kc,ti,td分别为4,1,4

系统运行实时曲线截下图

结果分析

上升时间60秒，调节时间82.5秒

设定液位与实际液位的差值，通过超调量反应，通过结果可知系统参数设定效果不错，比较符合预期