《過程控制系統(tǒng)》課程設計

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1、Process Control System 5,6,7,8;9,10,11,12。n 注 意 ： 同 一 行 內 不 同 列 元 素 用 空 格 或 逗號 分 隔 開 ， 不 同 行 之 間 用 分 號 分 隔 。 又如 可 直 接 在 命 令 窗 口 中 輸 入 一 個 行 向 量A=1,2,3,4,5。 Process Control System & Instrumentation MATLAB二維繪圖簡介n 使 用 plot命 令 繪 制 圖 形( )plot x,yn 其 中 x,y可 為 向 量 或 矩 陣 ,當 x,y同 為 n維 向量 時 ， 使 用 該 命 令 ， 將 繪

2、制 出 以 向 量 x的元 素 為 橫 坐 標 ， y向 量 對 應 元 素 為 縱 坐 標的 圖 形 。 Process Control System & Instrumentation 控制器參數(shù)工程整定方法n 方 法 一 ： 經(jīng) 驗 法 ： 根 據(jù) 經(jīng) 驗 和 先 驗 知 識確 定 一 組 參 數(shù) ， 然 后 根 據(jù) 各 參 數(shù) 的 影 響 ，調 整 參 數(shù) ， 直 至 滿 意 為 止 。n 注 意 ： 由 于 我 們 經(jīng) 驗 和 先 驗 知 識 不 足 ，所 以 本 次 設 計 中 不 使 用 此 方 法 。 Process Control System & Instrumentati

3、on 控制器參數(shù)工程整定方法n 方 法 二 ： 臨 界 比 例 度 （ 帶 ） 法 ：n 比 例 度 （ 帶 ） (%) ： 與 比 例 系 數(shù) Kc成反 比 關 系 。n 這 種 整 定 方 法 是 在 閉 環(huán) 情 況 下 進 行 的 。設 TI= ， TD=0 ， 使 控 制 器 工 作 在 純比 例 情 況 下 ， 將 比 例 帶 由 大 逐 漸 變 小 (對應 的 比 例 系 數(shù) Kc由 小 逐 漸 變 大 )， 使 系 統(tǒng)的 輸 出 響 應 呈 現(xiàn) 等 幅 振 蕩 。 Process Control System & Instrumentation 臨界比例度法 Process Co

4、ntrol System & Instrumentation 臨界比例度法整定經(jīng)驗公式 S Ti(S) Td(S)P 2 SPI 2.2 S TS/1.2PID 1.6 S 0.5TS 0.125TS n 最 后 對 參 數(shù) 進 行 微 調 ， 直 到 動 態(tài) 過 程 滿 意 為 止 。 Process Control System & Instrumentation 衰減曲線法n 方 法 二 ： 衰 減 曲 線 法 ： 在 閉 環(huán) 系 統(tǒng) 中 ，先 把 控 制 器 設 置 為 純 比 例 作 用 ， 然 后 把 比 例 帶 由 大 逐 漸 減 小 (對 應 的 比 例 系 數(shù) Kc由 小 逐

5、 漸 變 大 ) ， 加 階 躍 擾 動 觀 察 輸 出 響應 的 衰 減 過 程 ， 直 至 出 現(xiàn) 4:1衰 減 過 程 為止 。 Process Control System & Instrumentation 衰減曲線法 n 這 時 的 比 例 帶 稱 為 4:1衰 減 比 例 帶 ， 用 S表 示 之 。 相 鄰 兩 波 峰 間 的 距 離 稱 為 4:1衰減 周 期 TS， 記 錄 S和 TS。 Process Control System & Instrumentation 衰減曲線法n 按 如 下 經(jīng) 驗 公 式 整 定 （ %） TI(S) TD(S)P SPI 1.2 S

6、0.5TSPID 0.8 S 0.3TS 0.1 TS n 最 后 對 參 數(shù) 進 行 微 調 ， 直 到 動 態(tài) 過 程 滿 意 為 止 。 Process Control System & Instrumentation 響應曲線法n 方 法 三 ： 響 應 曲 線 法 ： 如 果 被 控 對 象 是一 階 慣 性 環(huán) 節(jié) ， 或 具 有 很 小 滯 后 的 一 階慣 性 環(huán) 節(jié) ， 若 用 臨 界 比 例 帶 法 或 阻 尼 振蕩 法 （ 4:1衰 減 ） 就 有 難 度 。 對 于 這 種 情況 ， 可 采 用 下 述 的 響 應 曲 線 法 來 整 定 控制 器 的 參 數(shù) 。 Pr

7、ocess Control System & Instrumentation 響應曲線法n 方 法 三 ： 響 應 曲 線 法 ：0X 令 控 制 器 的 輸 出 為 幅 度 為 x0,的 階 躍 信 號 ， 則 對 象 經(jīng) 測 量 變 送 器 后 的 輸 出 Y（ t） ， 0X Process Control System & Instrumentation 響應曲線法n 由 該 圖 可 確 定 、 T和 Kc。 Process Control System & Instrumentation 響應曲線法n 通 過 下 式 將 比 例 系 數(shù) 轉 化 為 比 例 度 ： 1 100%cK

8、0( ) (0)c y yK x Process Control System & Instrumentation 響應曲線法n 利 用 下 表 所 示 的 經(jīng) 驗 公 式 ， 就 可 計 算 出 對 應 于 衰 減 率 為4:1時 控 制 器 的 相 關 參 數(shù) 。 Process Control System & Instrumentation 使用MATLAB建立仿真模型n 首 先 在 命 令 窗 口 中 鍵 入 “ simulink”命 令或 在 MATLAB工 具 條 上 用 鼠 標 左 鍵 單 擊 相應 的 工 具 按 鈕 都 可 以 起 動 simulink模 塊 庫瀏 覽 器

9、窗 口 。 Process Control System & Instrumentation simulink模塊庫瀏覽器窗口模 塊庫 目錄 樹 Process Control System & Instrumentation 新建仿真模型 設 置 仿 真 時 間 Process Control System & Instrumentation 設置各模塊參數(shù) 、保存模型 、運行仿真 n 上 述 仿 真 模 型 各 個 模 塊 可 從 Continuous、Math Operations、 Sinks、 Sources子 庫中 找 到 。n 設 置 各 模 塊 參 數(shù) 、 保 存 模 型 、

10、運 行 仿 真參 見 設 計 指 導 書 。 Process Control System & Instrumentation 被控對象的單位階躍響應數(shù)據(jù)n 被 控 對 象 的 單 位 階 躍 響 應 數(shù) 據(jù) 見 任 務 書和 課 程 設 計 指 導 書 。n 注 意 ： 每 個 班 的 數(shù) 據(jù) 不 一 樣 。 Process Control System & Instrumentation 設計說明書（報告）內容及格式要求n 詳 細 要 求 見 設 計 指 導 書 。n 注 意 ：1. 封 面 使 用 統(tǒng) 一 給 定 的 格 式 。2. 將 任 務 書 裝 訂 到 設 計 說 明 書 （ 報 告 ） 的最 前 面 （ 封 面 之 后 ） 。3. 將 成 績 評 定 表 裝 訂 到 設 計 說 明 書 （ 報 告 ）的 最 后 面 （ 最 后 一 頁 ） 。