1、課程設計任務書 2015 年 秋 季學期學 生 姓 名王建雄學 號12220218專 業(yè) 方 向自動化班 級2012級2班題 目 名 稱過程控制基礎綜合訓練一. 設計內容、設計任務及要求：1. 單回路控制系統(tǒng)控制器參數的整定發(fā)酵生產過程中，要求對發(fā)酵罐溫度進行嚴格控制。1）設計單回路控制系統(tǒng)；2）若單回路控制系統(tǒng)對象的傳遞函數為，分別采用臨界比例度法和衰減曲線法完成PID控制器參數的整定；3）給出系統(tǒng)階躍響應曲線，分析過程動態(tài)特性。2. 串級控制系統(tǒng)的設計稀硝酸生產過程中，氨氧化爐是將氨氣與空氣中的氧氣在高溫、催化劑條件下進行反應，反應極為迅速，且是一個強烈的放熱反應。工藝要求氧化率在97%以

2、上，但轉化率無法測量，通常以氧化爐反應溫度作為指標進行控制。1）分析采用氧化爐溫度為主變量，氨空比（氨氣流量與空氣流量的比值）為副變量的串級控制系統(tǒng)可行性；2）若副對象傳遞函數為：主對象傳遞函數為：，系統(tǒng)溫度給定210。完成串級控制系統(tǒng)的主副調節(jié)器的設計及參數整定。3. 自選設計在比值控制系統(tǒng)、Smith預估時滯控制系統(tǒng)、前饋-反饋控制系統(tǒng)以及解耦控制系統(tǒng)中任選一種系統(tǒng)進行相應的控制方案設計并完成控制器參數整定。二. 設計報告及書寫內容要求課程設計任務完成后，每位同學必須獨立撰寫一份課程設計報告（上交紙質打印版和電子版）。注意：不得抄襲他人報告，或給他人抄襲。課程設計報告的內容應包括以下幾個部

3、分：1標題，姓名，班級，學號2目錄3摘要4課程設計任務5課程設計內容以“1. 單回路控制系統(tǒng)控制器參數的整定”舉例1）單回路控制系統(tǒng)定義及設計原則2）單回路控制系統(tǒng)的設計3）PID控制原理及PID參數整定概述；4）基于臨界比例度法的PID控制器參數整定算法（要求較詳細）；5）基于衰減曲線法的PID控制器參數整定算法（要求較詳細）；6）利用Simulink建立仿真模型（須有較為詳細的建模過程說明）；7）詳細描述參數整定過程；8）調試分析過程及結果描述。列出主要問題的出錯現(xiàn)象、出錯原因、解決方法及效果等。6 總結。包括課程設計過程中的學習體會與收獲等內容。三. 設計進度： 2015.12.1420

4、15.12.15：查找資料、進行相關知識準備，熟悉掌握各種設計方法，確定設計方案。2015.12.162015.12.22：根據設計任務及要求，進行詳細設計。2015.12.232015.12.25：撰寫課程設計報告，答辯及提交。 指導教師簽字：第 25 頁 共 25 頁摘要比例（Proportion）、積分(Intergral)、和微分(Differential)控制(以下簡稱PID控制)，是控制系統(tǒng)中應用最廣泛的一種控制規(guī)律。實際運行經驗及理論分析充分證明，這種控制規(guī)律在相當多的工業(yè)對象中，都能得到滿意的控制效果。它是從事自動控制和電器傳動領域的工程技術人員在模擬控制系統(tǒng)中最常使用的的一種

5、方法。在工業(yè)控制中，目前應用最多的控制方法仍然是PID控制。但PID控制器的參數與系統(tǒng)所處的穩(wěn)態(tài)工況有關。一旦工況改變了，控制器參數的“最佳”值也就隨著改變，這就意味著需要適時地整定控制器的參數。但PID參數復雜繁瑣的整定過程一直困擾著工程技術人員。因此研究PID參數整定技術具有十分重大的工程實踐意義。本次課程設計主要針對單回路控制系統(tǒng)控制器參數的整定、串級控制系統(tǒng)的設計以及比值控制系統(tǒng)的設計。關鍵詞：比例；積分；微分；控制系統(tǒng)；整定目錄第1章 單回路控制系統(tǒng)控制器參數的整定41.1單回路控制系統(tǒng)定義及設計原則41.2單回路控制系統(tǒng)的設計61.3 PID控制原理及PID參數整定概述71.4基于

6、臨界比例度法的PID控制器參數整定算法81.5基于衰減曲線法的PID控制器參數整定算法111.6 單回路控制系統(tǒng)響應曲線13第2章 串級控制系統(tǒng)的設計152.1串級控制系統(tǒng)的特點和原理152.2串級控制系統(tǒng)的設計172.3串級控制系統(tǒng)的整定17第3章 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的設計及整定203.1單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的設計203.2單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的整定21總結23參考文獻24第1章 單回路控制系統(tǒng)控制器參數的整定1.1單回路控制系統(tǒng)定義及設計原則(1) 單回路控制系統(tǒng)定義單回路控制器一種以微處理器為計算、控制核心，配以相應軟件，在外觀及使用上類似常規(guī)模擬控制器的數字式控制儀表，又稱單回路數字控制器

7、。單回路控制器一般可接受多個輸入信號，但只輸出一個模擬量信號，構成單回路直接數字控制。單回路控制器一般由微處理器、過程輸入輸出通道、正面板、側面板、供電電源、數字通信系統(tǒng)等硬件部分和監(jiān)控系統(tǒng)、基本算式編程系統(tǒng)等軟件部分組成。它可以由用戶編制程序，組成各種調節(jié)規(guī)律，所以又稱為“可編程控制器”。單回路反饋控制系統(tǒng)簡稱單回路控制系統(tǒng)。在所有的反饋控制系統(tǒng)中它是最簡單最基本的一種，因此它又被稱為簡單控制系統(tǒng)。單回路控制系統(tǒng)有4個基本環(huán)節(jié)組成，即被控對象或被控過程、測量變送裝置、控制器、控制閥。(2) 單回路控制系統(tǒng)設計原則一、過程控制的特點 與其它自動控制系統(tǒng)相比，過程控制的主要特點是：&#

8、160; 1、系統(tǒng)由工業(yè)上系列生產的過程檢測控制儀表組成。一個簡單的過程控制系統(tǒng)是由控制對象和過程檢測控制儀表（包括測量元件，變送器、調節(jié)器和調節(jié)閥）兩部分組成。 2、被控對象的設備是已知的，對象的型式很多，它們的動態(tài)特性是未知的或者是不十分清楚的，但一般具有慣性大，滯后大，而且多數具有非線性特性。  3、控制方案的多樣性。有單變量控制系統(tǒng)、多變量控制系統(tǒng)；有線性系統(tǒng)、有非線性系統(tǒng)；有模擬量控制系統(tǒng)、有數字量控制系統(tǒng)，等等。這是其它自動控制系統(tǒng)所不能比擬的。 4、控制過程屬慢過程，多半屬參量控制。即需對表征生產過程的溫度、流量、壓力、液位、成分、PH等進行控制。 5、過程控制系統(tǒng)的品

9、質是由組成系統(tǒng)的對象和過程檢測儀表各環(huán)節(jié)的特性和系統(tǒng)的結構所決定的。2、 單回路控制系統(tǒng)原理 單回路控制系統(tǒng)由對象、測量變送器、調節(jié)器、調節(jié)閥等環(huán)節(jié)組成。由于系統(tǒng)結構簡單，投資少，易于調整、投運，又能滿足一般生產過程的控制要求，所以應用十分廣泛。單回路控制系統(tǒng)的設計原則同樣適用于復雜控制系統(tǒng)的設計，控制方案的設計和調節(jié)器整定參數值的確定，是系統(tǒng)設計中的兩個重要內容。如果控制方案設計不正確，僅憑調節(jié)器參數的整定是不可能獲得較好的控制質量的；反之，如果控制方案設計很好，但是調節(jié)器參數整定不合適，也不能使系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)。 1、 選擇控制參數的一般原則為選擇控制通道的靜態(tài)放大系數K0要適

10、當大一些，時間常數T0應適當小一些，純滯后時間0則越小越好。選擇擾動通道的靜態(tài)放大系數Kf應盡可能小，時間常數Tf應大些，擾動引入系統(tǒng)的位置離被控參數越遠，即越靠近調節(jié)閥，控制質量越好。當控制通道由幾個一階慣性環(huán)節(jié)組成時，為了提高系統(tǒng)的性能，應盡量拉開各個時間常數。應注意工藝上的合理性。2、控制規(guī)律的選擇 調節(jié)器的控制規(guī)律有比例（P）、積分（I）、微分（D）這三種基本規(guī)律及其各種組合。比例調節(jié)（P）：依據偏差的大小來動作，其輸出與輸入偏差的大小成正比。比例調節(jié)及時、有力、但有余差。積分調節(jié)（Ti）：依據偏差是否存在來動作，它的輸出與偏差對時間的積分成比例，只有當余差消失時，積分作用才

11、會停止。積分的作用是消除余差，但積分作用使最大動偏差增大，延長了調節(jié)時間。微分調節(jié)（Td）：依據偏差變化速度來動作，它的輸出與輸入偏差變化的速度成比例，其作用是阻止被調參數的一切變化，有超前調節(jié)的作用，對滯后大的對象有很好的效果。它可以克服調節(jié)對象的慣性滯后、容量滯后，但不能克服調節(jié)對象的純滯后。3、 調節(jié)閥特性的選擇 調節(jié)閥是過程控制系統(tǒng)中的一個重要組成環(huán)節(jié)。調節(jié)閥的選擇主要是流量特性的選擇、流通能力的選擇、結構形式的選擇和開關形式的選擇。應根據對象特性、負荷變化情況和生產工藝的要求出發(fā)，來確定所需要的調節(jié)閥。4、調節(jié)器正、反作用方式的選擇調節(jié)器正、反作用方式的選擇同被控對象的特性

12、以及調節(jié)閥的氣開、氣關形式有關。被控對象的特性按其作用方向也分為正、反兩種。當調節(jié)介質增加（或減少）時，被控參數亦增加（或減少），此時稱被控對象為正作用；反之，稱被控對象為反作用。調節(jié)閥按其作用方向也有氣開、氣關兩種類型。選擇調節(jié)器正、反作用的次序為：先根據生產工藝安全原則確定調節(jié)閥的開、關形式；然后按照被控對象的特性，決定其正、反作用；最后按組成該系統(tǒng)的三個環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大系數相乘必須為一個正號的原則，決定調節(jié)器正、反作用。1.2單回路控制系統(tǒng)的設計 設計一個發(fā)酵罐溫度單回路控制系統(tǒng)，若發(fā)酵罐溫度單回路控制系統(tǒng)的傳遞函數為確定控制方案 ，在保證物料量、進料濃度等其他參數一定的條件下，

13、發(fā)酵罐內溫度作為被控變量，冷卻劑流量為操縱變量，組建一單回路控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)示意圖如圖1.1所示。 圖1.1 發(fā)酵罐溫度控制系統(tǒng)示意圖 發(fā)酵罐溫度控制系統(tǒng)方框圖如圖1.2所示：圖1.2 發(fā)酵罐溫度控制系統(tǒng)方框圖1.3 PID控制原理及PID參數整定概述1、PID控制原理PID控制的原理和特點在工程實際中，應用最為廣泛的調節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調整方便而成為工業(yè)控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統(tǒng)

14、控制器的結構和參數必須依靠經驗和現(xiàn)場調試來確定，這時應用PID控制技術最為方便。即當我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數時，最適合用PID控制技術。PID控制，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。2、 PID參數整定  PID控制器的參數整定是控制系統(tǒng)設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據系統(tǒng)的數學模型，經過理論計算確定控制器參數。這種方法所得到的計算

15、數據未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經驗，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。PID控制器參數的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗，然后按照工程經驗公式對控制器參數進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數，都需要在實際運行中進行最后調整與完善。現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行 PID控制器參數的整定步驟如下：（1） 首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；（2） 僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時的

16、比例放大系數和臨界振蕩周期；（3） 在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數。1.4基于臨界比例度法的PID控制器參數整定算法 擴充臨界比例度法是以模擬PID控制器中使用的臨界比例度為基礎的一種數字PID控制器參數整定方法，它適用于具有自平衡性的被控對象，不需要被控對象的數學模型。 已知單回路控制系統(tǒng)對象的傳遞函數， 在階躍干擾作用下，出現(xiàn)既不發(fā)散也不衰減的等幅震蕩過程，此過程成為等幅振蕩過程，通過程序可得如下圖1.3所示。此時調節(jié)器的比例度為臨界比例度Km，被調參數的工作周期為臨界周期Tm。程序如下：k=25000;z=;p=0,-10,-100;Go=zpk(z,p,k);G=t

17、f(Go);for Km=0:0.1:100Gc=Km;sys0=feedback(Gc*G,1);p=roots(sys0.den1);pr=real(p);prm=max(pr);pro=find(prm>=-0.001);n=length(pro);if n>=1breakend;endstep(sys0,0:0.001:10);KmKm =4.4 通過如上程序可得臨界比力度Km=4.4；單回路控制系統(tǒng)等幅振蕩曲線如圖1.3所示：圖1.3 單回路控制系統(tǒng)等幅振蕩曲線（1） 由波形圖可得臨界周期Tm的值為：Tm=0.505-0.305=0.2s（2） 整定Kp、Ti 

18、、Td，并分析結果 通過求得的Km和Tm，由臨界比例度法整定參數計算表1.1可求得調節(jié)器的整定參數。表1.1 臨界比例度法整定參數計算表控制規(guī)律調節(jié)器參數P2Km00PI2.2Km0.85Tm0PID1.7Km0.5Tm0.125Tm得： =7.48 Ti =0.1000 Td =0.0250 這種PID參數整定方法在一定程度上避免了在試湊參數時的盲目性，有很強的針對性。因此，采用這種方法可以比較快速而有效的找到最理想的PID參數，是一種行之有效的整定方法。1.5基于衰減曲線法的PID控制器參數整定算法1、衰減曲線法 衰減曲線法是使系統(tǒng)產生衰減振蕩，根據衰減振蕩參數來確定控制器參數。工程上認為

19、，衰減比為4：1時，系統(tǒng)的動態(tài)過程較適宜。因此，一般都采用4：1衰減曲線來進行整定。2、基于4：1衰減曲線法的PID控制器參數整定步驟 （1）將PID控制器變成比例控制器（此時Ki、Kd都為0，只調節(jié)Kp）（2）通過調節(jié)Kp，觀察曲線的衰減情況。（3）逐漸改變比例度，直到衰減比為 4：1，此時的比例度為Km ，衰減周期為Tm。3、參數整定 單回路控制系統(tǒng)Simulink仿真圖如圖1.4所示 通過4：1衰減曲線法的PID控制器參數進行整定。圖1.4 單回路控制系統(tǒng)Simulink仿真圖 通過對比例系數Kp的調節(jié)，當系統(tǒng)PID調節(jié)時的仿真曲線的衰減比為4：1

20、時停止調節(jié)，此時比例系數Kp = 1.112 ，則比例度=0.899，PID調節(jié)的仿真曲線如圖1.5所示：圖1.5 單回路控制系統(tǒng)PID調節(jié)后的仿真曲線經過PID調節(jié)后的仿真曲線衰減周期Tm=1.606-1.218=0.388。通過求得的Km和Tm，由衰減曲線法整定參數計算表1.2可求得調節(jié)器的整定參數。表1.2 衰減曲線法整定參數計算表控制規(guī)律調節(jié)器參數P2Km00PI1.2Km0.5Tm0PID0.8Km0.3Tm0.1Tm得： =0.719 Ti =0.1164 Td =0.389 基于4：1衰減曲線法的PID控制器參數整定，整定的實質:是通過選擇控制器參數，使其特性和過程特性相匹配，以

21、改善系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)指標，實現(xiàn)最佳的控制效果。整定的目的是目前基本控制器一般均為PID控制器（比例、積分、微分控制器）。PID控制器整定，調節(jié)P、I、D參數，使得控制系統(tǒng)的控制性能指標達到滿意。一旦控制控制系統(tǒng)安裝到位，控制系統(tǒng)的品質就取決于控制器的參數設置。1.6 單回路控制系統(tǒng)響應曲線 通過如下程序可得單回路控制系統(tǒng)響應曲線如圖1.6所示，由曲線可知系統(tǒng)的動態(tài)性能指標。程序如下：clearnum=25;den=0.001,0.11,1,25;sys=tf(num,den);step(sys);title('單回路控制系統(tǒng)單位階躍響應曲線')圖1.6 單回路控制系統(tǒng)單位階躍響

22、應曲線由單回路控制系統(tǒng)單位階躍響應曲線可知系統(tǒng)動態(tài)性能參數：tr=0.021s，tp=0.0601s，ts=0.231s。第2章 串級控制系統(tǒng)的設計2.1串級控制系統(tǒng)的特點和原理（1）串級控制系統(tǒng)的特點串級控制在結構上形成的兩個閉環(huán)，一個在閉環(huán)里面，成為內環(huán)、副環(huán)或副控回路，其控制器為副控制器，在控制中起“粗調”的作用；一個閉環(huán)在外面，成為外環(huán)、主環(huán)或主控回路，其控制器稱為主控制器，在控制中起“細調”作用，最終被控量滿足控制要求。主控制器的輸出作為副控制器的給定值，而副控制器的輸出則去控制被控對象。（2） 串級控制系統(tǒng)的原理 系統(tǒng)中的兩個調節(jié)器相互串聯(lián)，前一個調節(jié)器的輸出作為后一個調節(jié)器的輸入

23、。這兩個調節(jié)器分別叫作主調節(jié)器和副調節(jié)器，即主調節(jié)器的輸出進入副調節(jié)器，作為副調節(jié)器的給定值。串級控制系統(tǒng)中有兩個反饋回路，并且一個回路嵌套在另一個回路 之中，處于里面的回路稱為內回路（副回路），處于外面的回路稱為外回路（主回路）。串級控制系統(tǒng)中有兩個測量反饋信號，稱為主參數和副參數，分別作為主、副調節(jié)器的反饋輸入信號。串級系統(tǒng)的原理方框圖如圖2.1所示。主參數（主變量）：串級控制系統(tǒng)中起主導作用的被控參數稱為主參數。副參數（副變量）：串級系統(tǒng)中能提前反映主參數變化趨勢的中間參數，稱為副參數。主調節(jié)器（主控制器）：輸入為主參數的測量反饋信號與主參數的給定值信號的偏差，其輸出作為另一個

24、調節(jié)器給定值的那個調節(jié)器稱為主調節(jié)器。副調節(jié)器（副控制器）：其給定值由主調節(jié)器的輸出決定，輸入為主調節(jié)器的輸出與副參數的 測量變送信號的偏差信號，輸出調節(jié)信號給執(zhí)行器的那個調節(jié)器稱為副調節(jié)器。    主回路（外回路）：串級系統(tǒng)中，斷開副調節(jié)器的測量反饋通道后的閉合回路稱為主回路或外回路。副回路（內回路）：串級控制系統(tǒng)中，由副調節(jié)器、執(zhí)行器、調節(jié)閥們、被控對象1和副參數的測量變送器組成的回路稱為副回路。圖2.1 串級系統(tǒng)的原理方框圖2.2串級控制系統(tǒng)的設計 稀硝酸生產過程中，氨氧化爐是將氨氣與空氣中的氧氣在高溫、催化劑條件下進行反應，反應極為迅速

25、，且是一個強烈的放熱反應。工藝要求氧化率在97%以上，但轉化率無法測量，通常以氧化爐反應溫度作為指標進行控制。1）分析采用氧化爐溫度為主變量，氨空比（氨氣流量與空氣流量的比值）為副變量的串級控制系統(tǒng)可行性；2）若副對象傳遞函數為：主對象傳遞函數為：，系統(tǒng)溫度給定210。設計驟為：首先確定控制過程，其次根據控制過程設計系統(tǒng)的Simulink仿真圖，最后通過仿真圖與衰減曲線法整定參數計算表對系統(tǒng)進行整定。2.3串級控制系統(tǒng)的整定對串級控制系統(tǒng)的主副調節(jié)器的設計及參數整定。繪制串級控制系統(tǒng)的Simulink仿真圖如圖2.2所示：圖2.2 串級控制系統(tǒng)的Simulink仿真圖通過對比例系數Kp的調節(jié)，

26、當系統(tǒng)PID調節(jié)時的仿真曲線的衰減比為4：1時停止調節(jié)，此時比例系數 Kp1 = 10.475 , Kp2=0.6 ，則比例度=0.095，=1.67，PID調節(jié)的仿真曲線如圖2.2所示：圖2.2 串行控制系統(tǒng)PID調節(jié)后的仿真曲線 經過PID調節(jié)后的仿真曲線衰減周期Tm=60-23=37。通過求得的Km和Tm，由衰減曲線法整定參數計算表2.1可求得調節(jié)器的整定參數。表2.1 衰減曲線法整定參數計算表控制規(guī)律調節(jié)器參數P2Km00PI1.2Km0.5Tm0PID0.8Km0.3Tm0.1Tm得： 1 = 0.076 , 2=1.333 Ti1 =11.100 Td1 =3.700基于4：1衰減

27、曲線法的PID控制器參數整定，整定的實質:是通過選擇控制器參數，使其特性和過程特性相匹配，以改善系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)指標，實現(xiàn)最佳的控制效果。整定的目的是目前基本控制器一般均為PID控制器（比例、積分、微分控制器）。PID控制器整定，調節(jié)P、I、D參數，使得控制系統(tǒng)的控制性能指標達到滿意。一旦控制控制系統(tǒng)安裝到位，控制系統(tǒng)的品質就取決于控制器的參數設置。第3章 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的設計及整定在化工、煉油及其他工業(yè)生產過程中，工藝上常需要兩種或兩種以上的物料保持一定的比例關系，比例一旦失調，將影響生產或造成事故。實現(xiàn)兩個或兩個以上參數符合一定比例關系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。通常以保持兩種或幾種

28、物料的流量為一定比例關系的系統(tǒng)，稱之流量比值控制系統(tǒng)。比值控制系統(tǒng)可分為:開環(huán)比值控制系統(tǒng)，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，變比值控制系統(tǒng)，串級和比值控制組合的系統(tǒng)等。本次課程設主要針對單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)展開，完成控制器的參數整定。3.1單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的設計 設計一個渦輪流量計閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng),該系統(tǒng)要求從流量隨主流量的變化而變化，其中兩流量儀表的信號比值系數為4，假設該系統(tǒng)的傳遞函數為：，組建一單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)示意圖如圖3.1所示。FT1022#調節(jié)閥FV101FT101比值器調節(jié)器Q2Q11#圖3.1比值控制系統(tǒng)原理示意圖 渦輪流量計閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)的方框圖

29、如圖3.2所示：控制器控制閥圖3.2 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的方框圖3.2單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的整定 整定步驟： 1）根據單閉環(huán)比例控制系統(tǒng)的框圖，建立如3.3圖所示的Simulink仿真框圖，其參數分別設置為Ki,Kd和KC。其參數輸出幅值向量和采樣時間分別設置6 2 8 4 2和50。2） 對單回路控制系統(tǒng)進行參數整定，整定后可從控制器PID的參數Kc2=1.3，主控制器PID的參數KC1=0.3,Ki1=0.2,Kd1=0。圖3.3 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的imulink仿真框圖圖3.3 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的imulink仿真曲線根據設計要求，系統(tǒng)采用單閉環(huán)比值控制。在控制兩種物料的比值系統(tǒng)中，起主導作用的物料流量稱為主動量，跟隨主動量而變化的物料流量稱為從動量。將從動量用一個閉環(huán)包括進去，而主動量開環(huán)。從動量是一個隨動控制系統(tǒng)。總結PID控制器的參數整定是控制系統(tǒng)設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID