D2 D1 Gc1(s) + — + — Gc2(s) Gv(s) Go2(s) Go1(s) Gm2(s) Gm1(s)
某串级系统的方框图如图所示，已知各环节的传递函数如下： 对象特性：，Go1(s)?11，Go2(s)? 2(30s?1)(3s?1)(s?1)(10s?1) 调节器：， Gc1(s)?Kc1(1?1)，Gc2(s)?Kc2 Tis调节阀： Gv(s)?Kv?1 变送器： Gm1?Gm2?1
（1）先用稳定边界法对副调节器进行整定，求出Kc2；然后对主调节器整定，求出主调节器的参数Kc1、Ti。
（2）如果主调也用比例作用，求二类扰动D2和一类扰动D1在单位阶跃时主被控量的静差，并进行分析。
（3）若采用简单控制系统，已得调节器的比例增益Kc?5.4，再分别求出二类扰动D2和一类扰动D1在单位阶跃时的静差，且与（2）比较分析。
过程控制系统设计 仿真实验报告
实验名称： 串级控制系统仿真实验
姓 名： 学 号： 班 级：
一、实验目的
1. 掌握串级控制系统的组成和原理
2. 掌握串级控制系统两步法PID参数整定过程。
3. 理解掌握串级控制系统的动态特性和克服扰动能力。 二、实验步骤
（1）a:先用稳定边界法对副调节器进行整定，求出
Kc2=1/P2=12.1
①使系统处于串级运行状态，主，副调节器均为比例作用的条件下，先将主调节器的比例度 P1置于100%刻度上，然后有大到小逐渐降低副调节器的比例度P2，直到系统对输入的阶跃 响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数Pm=0.0412;
②根据所记录的Pm，用195页的经验公式计算调节器的整定参数:P2=2Pm=0.0824。 b:然后对主调节器整定，求出主调节器的参数
Kc1=1/P1=9.9、Ti=9.86。
①在副调节器的比例度等于2Pm的条件下，逐步降低主调节器的比例度P1,直到同样得到临 界振荡，记下这时的比例放大系数Pm=0.0459和临界振荡周期Tm=11.6。 ②根据所记录的Pm和Tm，用195页的经验公式计算调节器的整定参数： P1=2.2Pm=0.10098,
Ti=0.85Tm=9.86。
（2）如果主调也用比例作用，则P1=2Pm=0.0918,求二类扰动D2和一类扰动D1在单位阶跃时主被控量的静差，并进行分析。
（3）若采用简单控制系统，已得调节器的比例增益
Kc?5.4，再分别求出二类扰动D2和
一类扰动D1在单位阶跃时的静差，且与（2）比较分析。
三、实验记录
（稳定边界法对副调节器进行整定）图1
（稳定边界法对副调节器进行整定）图2
（稳定边界法对主调节器进行整定）图3
（稳定边界法对主调节器进行整定）图4
（整定后）图5
（整定后）图6
（主调也用比例作用且无扰）图7
（主调也用比例作用且无扰）图8
（一类扰动D1）图9
（一类扰动D1）图10
（二类扰动D2 ）图11
（二类扰动D2 ）图12