P=0,I=100,D=0 SP=12
I=30 D=0 P=0
(3)微分调节
P=0 I=10000 D=100
实验总结:
本次实验通过对单容水箱液位控制,了解了水流入量Qi由调节阀u控制,流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为水位H。使用了P,PI , PID 控制,看控制效果,进行比较。通过本次实验,我们知道了水流量Qi与调节阀u,流出量Qo与负载阀与被调量水位H之间的关系,即水位在调节阀开度扰动下的动态特性。物料平衡推导出的公式等价于一个RC电路的响应函数,液位的动态特性与负载阀的开度系数密切相关。得到的微分方程可认为是一个一阶惯性环节加纯延迟系统。通过组态软件我们可以用不同的P,I ,D调节对液位进行调节,并且能够通过组态软件上的实时液位变化曲线来更直观的了解液位的动态特性。
实验5 双容水箱液位控制实验
单容双容水箱液位定值(随动)控制实验全部测量点,算法组态一样,不同的是设定值和结果。
测量或控制量 测量或控制量标号 使用PID端口 使用ADAM端口 下水箱液位 调节阀 LT103 FV101 AI0 AO0 AI0 AO0 1、实验方案
水流入量Qi由调节阀u控制,流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为下水位H。使用PID控制,看控制效果。
2、控制策略
使用PID调节。 3、实验步骤
1) 使用组态软件进行组态。注意实时曲线时间要设定大些,例如15分钟。因为多容积导
致的延迟比较大。
2) 在A3000-FS上,打开手阀JV205、JV201,调节中水箱、下水箱闸板具有一定开度,
其余阀门关闭。 3) 连线:下水箱液位连接到内给定调节仪输入。内给定调节仪的输出连接到调节阀的控制
端。
4) 打开A3000电源。
5) 在A3000-FS上,启动右边水泵(P102),给中水箱V103注水。 6) LT104→控制器→FV101单回路定值以及数学模型的实验。
7) 按所学理论操作调节器,进行PID设定。首先还是使用P比例调节,单容实验的P值
可以参考。然后再加I值。参见实验10。
4、参考结果
双容水箱液位控制实验
下闸板顶到铁槽顶距离(开度): 卡尺直接量7 mm,使用纸板对齐画线测量6.5mm.。 中闸板顶到铁槽顶距离(开度): 卡尺直接量11 mm,使用纸板对齐画线测量10mm。从定性分析,中间水箱的出水口应该比下面的大些,否则可能很难控制。 PI控制器控制曲线如图1所示:
图1 PI控制器控制曲线
PID控制的曲线具有两个波,然后逐步趋于稳定。由于系统延迟很大,这个稳定时 间非常长。比较好的效果是P=24, I=200,D=2。如图2所示:
图2 PID控制曲线
从图可见,增加微分项之后,系统在有10%的扰动下,很快就进入稳定状态。 ADAM模块曲线图:SP=25, P=2, I=200000, D=0