原理图：
方框图：
五、实验内容
1、设计电阻炉温度控制系统，完成电阻炉温度控制系统方框图、接线图、设备组态图。
方框图和接线图如四、实验装置示意图所示。 设备组态图：
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2、描述智能仪表控制组态（包括设定值改变、检测元件设定、输入信号确认、控制参数（P、I、D）设定与查询）的过程。
检测元件将生产工艺参数检测出来，通过信号调节电路处理，传输给A/D转换器，转换为计算机所能接收的数据，组态软件对其所采集的数据进行显示，运算与输出控制等，处理结果可通过ODBC、DDE及OPC等被其它应用程序使用，并传送到远程终端。
3、电阻炉温度控制MCGS主界面、运行界面
六、实验结论
1、 根据实验观察，概括PID控制特性。
理想PID控制的特性方程可以用如下微分方程表示。
u(t)?Kp(e?1de1?edt?Td) G(s)?Kp(1??Tds)TidtTis
由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID控制的基础是比例控制；积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。
2、分析电阻炉温度变化曲线特点，说明电阻炉温度控制系统采用什么控制规律。 比例微分控制规律不能消除余差，为使电阻炉温度能够稳定，比例微分系统的控制质量仍不够理想，为了消除余差，得到更合适的控制质量，所以应采用PID控制规律。
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实验四、单容水箱液位PID控制系统
组号______ 同组成员_______________________ 成绩__________ 实验时间__________ 指导教师(签名)___________
一、实验目的
1、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。 2、研究系统分别用P、PI和PID调节器时的阶跃响应。 3、研究系统分别用P、PI和PID调节器时的抗扰动作用。 4、定性地分析P、PI和PID调节器的参数变化对系统性能的影响。 二、实验仪器及设备
列出实验中用到的主要设备的名称、型号、规格、技术指标 1、液位传感器：THKGK-1型过程控制实验装置LWGY-4
2、控制器： THKGK-1型过程控制实验装置GK-04
3、变频器： THKGK-1型过程控制实验装置GK-07
4、控制阀： THKGK-1型过程控制实验装置GK-03
三、预习填空
1、在阶跃信号输入作用下，一般希望控制过渡过程衰减比n为 4~10 。常用的单项品质指标还有 超调量 、 余差 及 过渡时间 。
2、对于阶跃扰动作用的系统，若将比例度δ减小，则过渡过程最大偏差 减小 ，衰减比
减小 ，振荡频率 减小 。 3、采用 积分 控制规律能消除余差。
4、微分作用能改善控制指标的主要原因是 微分输出的大小与偏差变化速度及微分时间成正比，即使偏差很小，但只要出现变化趋势，即可马上进行控制，即超前控制 。但微分时间过大，会引起 系统振荡 。加上适当的微分作用后，若要保持原衰减比不变，则应相应减小 比例度 。
5、描述一阶阻容环节的特性参数有 放大系数K 、 时间常数T 和滞后时间τ 。 控制通道是指 以操纵量作为输入，被控量作为输出的通道 ，扰动通道是指 以扰动量作为输入，被控量作为输出的通道 。
6、差压变送器测量液位时，经常遇到 零点迁移 问题，其实质是 同时改变差压变送器的上限与下限（即测量范围），而不改变量程 ；其目的（作用） 使变送器的输出信号下限与测量范围的下限值相对应，适用现场安装变送器的工作条件 。
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四、实验装置示意图与接线图 1）液位控制系统设计
单容水箱液位检测与控制工艺流程如图1所示，请画出带检测控制点的流程图和控制系统方框图；液位控制系统主要设备如图2所示，请画出液位控制系统设备接线图。
图1单容水箱液位控制流程图
图2 液位控制系统主要设备
液位控制系统方框图：
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2）液位控制系统MCGS组态的主界面（组态界面上要有参与实验人员名字）。
五．实验结果与分析
1、如何实现减小或消除余差？纯比例控制能否消除余差？
适当增加积分作用可以消除余差；纯比例控制不能消除余差，因为比例作用控制的输入输出信号一一对应，输入信号为e，当被控对象的负荷发生变化后，调节机构必须移动到某一与负荷相适应的位置，才能使系统相平衡，因此不可避免的存在余差。
2、试定性地分析三种调节器的参数δ、（δ、Ti）和（δ、Ti和Td）的变化对控制过程。
P调节器：KP越大或δ越小则控制作用越强 ，余差越小，最大偏差越小；KP 太大或δ太小则控制作用太强 ，稳定性降低、甚至使系统失稳。
PI调节器：δ越小则控制作用越强 ，余差越小，最大偏差越小；在同样的比例度δ下，Ti↓，积分作用↑，容易消除余差，有利的一面；Ti↓，积分作用↑，系统振荡加剧，有不易稳定的倾向，Ti越短，振荡越强烈，甚至发散，不利的一面。
PID调节器：比例控制参数——对动态特性的影响：比例控制加大，使系统的动作灵敏提高，速度加快， 偏大，振荡次数加多，调节时间加长。当太大时，系统会趋于不稳定。若太小，又会使系统的动作缓慢。对稳态特性的影响：在系统稳定的情况下，加大比例控制，可以减小稳态误差，提高控制精度，但加大只是减少稳态误差，却不能完全消除误差。
积分控制参数——对动态特性的影响：积分控制Ti 通常使系统的稳定性下降。 Ti 太
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