2022年2022年过程控制实验指导书 .pdf

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1、过程控制实验指导书- 1 - 过程控制系统实验指导书林宝全陈秀菊编电气学院实验中心名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 2 - 实验一单回路液位控制系统（求是设备）一、实验目的1、了解调节器的功能和操作方法，学会使用调节器。通过实验了解对象特性曲线的测量的思路和方法，掌握对象模型参数的求取方法。2、通过实验掌握单回路控制系统的构成。阶跃反应曲线法和整定单回路控制系统的 PID 参数，熟悉 PID

2、参数对控制系统质量指标的影响，用调节器仪表进行 PID 参数的自整定和自动控制的投运。二、实验设备水泵、变频器、压力变送器、调节器（708 型） 、主回路调节阀、上水箱、液位变送器、调节器（ 818 型） 。图 1 液位单闭环实验接线图454554加热器PCT-02三阶水箱管路示意图4.54.5电源及调节器调节器调节器12501-5V9.0 x7.6500.2-1V39.0 x7.69.0 x7.624-20mAV6V5输出4 20mA输出4 20mA输出4 20mA输出4 20mA输出4 20mA输出4 20mA输出4 20mAx7.69.0 x7.69.0位液器送变液变位输出器4 20mA

3、x7.69.0 x7.69.0送液变位输出器4 20mAx7.69.0 x7.69.0送输出液4 20mA变器送Ix7.69.0位x7.69.0水泵TSUBISHIMI内控变频器外控输入x7.69.0 x7.69.04 20mA4 20mAx7.69.0输出力变器送压x7.69.0节阀 II电动调4 20mA输入x7.69.0 x7.69.0II流量计输出x7.69.0 x7.69.04 20mA输入4 20mAx7.69.0节电动 调I阀x7.69.0I流量计4 20mA输出x7.69.0 x7.69.03.5tPT1x7.69.0 x7.69.0输入4 20mAx7.69.0 x7.69.

4、0 x7.69.0 x7.69.0tPT4PCT-01B220VACV1tPT2x7.69.0 x7.69.0加热筒tPT3x7.69.0PT5tx7.69.0 x7.69.0 x7.69.0V2水箱3.5x7.69.0 x7.69.0tPT6V9V32V31水箱换热器V8V7水泵IIV3 IV4水箱3.53.53.53.53.53.54.54.54.54.5比例器直流毫安表直流电压输出264x7.69.0 x7.69.0 x7.69.0ONOFF13.5x19.524VDC153FUSEx7.69.0 x7.69.0 x7.69.0K1K209.0 x7.69.0 x7.64 20mAIoI

5、14 20mA.K=I14 20mA9.0 x7.69.0 x7.69.0 x7.68.08.001 1.9.0 x7.69.0 x7.69.0 x7.64-20mA12500.2-1V39.0 x7.61-5V9.0 x7.62509.0 x7.64-20mA12500.2-1V39.0 x7.61-5V9.0 x7.62509.0 x7.6调节器I92.0 x92.0mm名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程

6、控制实验指导书- 3 - 三、实验步骤1、液位系统建模11 系统框图实验采用调节器手动输出控制调节阀，计算机采集并记录数据。调节器调节阀上水箱HSVu(k)图 2 上水箱特性测试（调节器控制）系统框图调节器变频器水泵SV压力变送器+-Pu(k)PV图 3 恒压供水（调节器控制）系统框图12 将上水箱特性测试（调节器控制）实验所用的设备，参照流程图和系统框图接线。1.3 确认接线无误后，接通总电源、各仪表的电源，打开上水箱进水阀(V3)和下水箱排水阀。1.4 变频器开关置”外控” , 调节器设定” 50”。1.5 设置调节器参数 (DIH 为”400”)， 使用手动输出功能 (run 为”0”)

7、 。（注意：更改调节器参数时，严禁用指甲按调节器面板，为防止损坏面板上的按钮，应用手指均匀用力）按调节器的增/ 减键改变输出值 ( 如 40)，使上水箱的液位处于某一平衡位置，记下此时手动输出值。1.6 按调节器的增 / 减键增加调节器手动输出（或用上位机调节手动输出），给系统输入幅值适宜的阶跃信号(阶跃信号约 20%)，使系统的输出产生变化，在液位较高处达到新的平衡状态。1.7 观察计算机采集的上水箱液位的阶跃响应和历史曲线。1.8 调节器的手动输出回到原来的输出值，记录液位下降的曲线。1.9 曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格 1，根据实验结果求取P、I

8、 值（参照附录）。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 4 - 表 1 阶跃响应曲线数据处理记录表参 数值测量情况液位K T 正向输入反向输入平均值2、测试分析扰动下液位控制系统的性能(闭环) 计算所得的 PID 参数值置于控制器中。 待系统稳定后改变系统参数, 观察并记录其液位的变化曲线。2.1 设定值的正、 反向阶跃扰动 : 系统稳定给系统加个设定值扰动，观察并记录液位变化曲线。2.2 测试

9、不良比例带对过渡过程的影响：在最佳PID 参数的基础上，较大幅度地增减比例带 P，观察并记录系统的响应曲线。2.3 测试不良积分时间对过渡过程的影响：较大幅度地增、减积分时间I ，观察并记录系统的响应曲线。四、实验报告根据各种实验的结果，分析原因并给出实验结论。4.1 根据本实验 2.1 测试到的系统在设定值正、 反向阶跃扰动下的各个过渡过程曲线，分别求解系统的时域性能指标： （）超调量 =Y1/Y （）*100% ， （）残余偏差 e()=SVPV （） ， （）调节时间 ts 。4.2 根据本实验 2.2 测试到的较大幅度增、 减比例带 P后的系统过渡过程曲线，求解的时间域性能指标 、e(

10、)、ts ，分析其因。4.3 根据本实验 2.3 测试到的较大幅度增、 减积分时间 I 后的系统过程过渡曲线，求解系统的时域性指标并分析其原因。Ts E() P、值曲线设定值扰动正向阶跃（ 0% ）负向阶跃（ 0% ）对象扰动- 不良 Kp设定值扰动不良 Kp设定值扰动不良 Ki 设定值扰动不良 Ki 设定值扰动不良 Kp的对象扰动- 不良 Ki 的对象扰动- 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书

11、- 5 - 附：调节器的参数设置调节器选用上海万迅仪表有限公司的AI708，AI818 液位控制时调节器能自整定出比较理想的参数，如将调节器参数Ctrl=2 ，则调节器进入自整定调节状态，调节完毕，Ctrl=3 。其需要设置的参数如下： （未列出者用出厂默认值）708 调节器参数名参数值说明参数名参数值说明M5 10 保持参数dIL 0 输入下限显示值P 6 速率参数dIH 100 输入上限显示值t 1 滞后时间Sc 0 主输入平移Ctl 5 输出周期（秒）oP1 4 输出方式Sn 33 输入规格CF 2 系统功能选择dIP 0 小数点位数run 2 运行状态818 调节器参数名参数值说明参数

12、名参数值说明dF 3 回差（死区滞环）dIL 0 输入下限显示值P 20 比例带dIH 400 输入上限显示值I 434 积分时间（秒）Sc 0 主输入平移d 28 微分时间（秒）oP1 4 输出方式Sn 33 输入规格CF 2 系统功能选择diP 0 小数点位数run 2 运行状态具体请详细阅读调节器使用手册。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 6 - 实验二串级控制系统一实验目的通过实验掌

13、握串级控制系统的基本概念，掌握串级控制系统的组成结构，即主被控参数、副被控参数、主调节器、副调节器、主回路、副回路。通过实验掌握串级控制系统的特点、串级控制系统的设计，掌握串级控制主、副控制回路的选择。掌握串级控制系统参数整定方法，并将串级控制系统参数投运到实验中。二实验设备水泵、压力变送器、变频器、上水箱、上水箱液位变送器、主回路流量计、主回路调节阀、调节器。图 1 上水箱液位和电动调节阀流量组成的串级实验接线图454554加热器PCT-02三阶水箱管路示意图4.54.5电源及调节器调节器调节器12501-5V9.0 x7.6500.2-1V39.0 x7.69.0 x7.624-20mAV

14、6V5输出4 20mA输出4 20mA输出4 20mA输出4 20mA输出4 20mA输出4 20mA输出4 20mAx7.69.0 x7.69.0位液器送变液变位输出器4 20mAx7.69.0 x7.69.0送液变位输出器4 20mAx7.69.0 x7.69.0送输出液4 20mA变器送Ix7.69.0位x7.69.0水泵TSUBISHIMI内控变频器外控输入x7.69.0 x7.69.04 20mA4 20mAx7.69.0输出力变器送压x7.69.0节阀II电动调4 20mA输入x7.69.0 x7.69.0II流量计输出x7.69.0 x7.69.04 20mA输入4 20mAx7

15、.69.0节电动调I阀x7.69.0I流量计4 20mA输出x7.69.0 x7.69.03.5tPT1x7.69.0 x7.69.0输入4 20mAx7.69.0 x7.69.0 x7.69.0 x7.69.0tPT4PCT-01B220VACV1tPT2x7.69.0 x7.69.0加热筒tPT3x7.69.0PT5tx7.69.0 x7.69.0 x7.69.0V2水箱3.5x7.69.0 x7.69.0tPT6V9V32V31水箱换热器V8V7水泵IIV3 IV4水箱3.53.53.53.53.53.54.54.54.54.5比例器直流毫安表直流电压输出264x7.69.0 x7.69

16、.0 x7.69.0ONOFF13.5x19.524VDC153FUSEx7.69.0 x7.69.0 x7.69.0K1K209.0 x7.69.0 x7.64 20mA IoI14 20mA.K=I14 20mA9.0 x7.69.0 x7.69.0 x7.68.08.001 1.9.0 x7.69.0 x7.69.0 x7.64-20mA12500.2-1V39.0 x7.61-5V9.0 x7.62509.0 x7.64-20mA12500.2-1V39.0 x7.61-5V9.0 x7.62509.0 x7.6调节器I92.0 x92.0mm名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载

17、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 7 - 三实验步骤1选择控制系统的方案：上水箱液位和主回路流量串级控制。2选择主被控参数、副被控参数，打开上水箱进水阀、下水箱排水阀。3主副调节器，在恒压供水条件下工作，将上水箱和流量组成串级实验所用设备，按上水箱液位和电动调节阀流量组成的串级实验接线图1 接好实验导线。注意： 外环控制器使用（ 818 仪表、地址为 4、仪表位置为中）sn=33,cf=2,dh=400 ；内环控制器用（ 818 仪

18、表、地址为 5、仪表位置为上）sn=32,cf=8,dh=100 ； 水压控制器用（708 仪表、 地址为 3、 仪表位置为下）p=6,I=1 。4确认接线无误后，接通总电源，各仪表电源。5实验参数的整定：51 先自整定副回路流量系统（采用临界比例度法）。(1)整定方法：先将主回路的P 参数调为 100%，I，D 参数设为 0，RUN=0 。调节副回路在系统闭环情况下，将调节器1 的积分参数 I 和微分参数 D 设为 0，比例参数 P 设为 100%，然后使比例度P 由大逐渐变小并在每一次改变P 后给系统增加一个阶跃干扰，调到n=1:1，求出 k（k=P） 。（2）整定参数值的计算。整定参数值

19、可按下列 “ 阶跃反应曲线整定参数表1 进行计算。表 1 阶跃反应曲线整定参数表控制规则控制器参数TITD P 2kPI 2.2 k0.85TkPID 1.7 k0.5Tk0.13Tk52 待系统稳定后，将副回路计算后的参数带入到调节器1 的 P 参数中，再按照整定副回路的方法整定主回路液位系统（主回路中I，D 参数设为0，RUN=1 ） ，最后串在一起整定。 使主回路的比例度P 由大逐渐变小并在每一次改名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 17 页 - - -

20、 - - - - - - 过程控制实验指导书- 8 - 变 P 后给系统增加一个阶跃干扰，调到n=1:1 ，求出主回路 k、振荡周期 TK。整定参数值可按“ 阶跃反应曲线整定参数表1 进行计算代入。53 待系统稳定后，上水箱液位给定值加个阶跃（幅度不要太大），观察计算机上流量和液位的曲线的变化，适当地调整控制参数使控制曲线最佳并保存。四实验报告1根据实验结果编写实验报告。2按表 4-2 衰减曲线调节器参数计算表填写表格中的数据表 4-2 衰减曲线调节器参数计算表数据调节器实验数据查表计算值最终整定法k / % Tk/ min / %Ti / min 终/ % Ti终/ min 主调节器副调节器

21、3整理并附上记录仪的下列过渡过程曲线：（1）整定副调节器时得到的1:1 衰减曲线及 PI 参数。（2）整定主调节器时得到的1:1 衰减曲线 PI 参数。（3）主副调节器参数整定后，干扰作用于上水箱中，主变量H1 的过渡过程曲线。4分析讨论实验结果名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 9 - 附录一：调节器的使用（求是设备）（一）调节器的主要性能技术指标1、输入信号： 15VDC 2、外给定信号：

22、 0.2 1V 3、输出信号： 420mADC 4、负载电阻： 2507505、电源：100 240VAC （二）使用说明1在本实验系统中采用三种型号的调节器，分别是AI708、AI808、AI818。2三只调节器中主输入都是电压（15V） ，输出都是电流（ 420mA ） 。都有温度变送输出。输出电流也是420mA 。3708 调节器是模糊控制， 818调节器是 PID 参数控制。其中 818 有手动输出，而 708 无手动输出。 818需手动调节输出时，参数Run是 1 或 0。4调节器基本参数的介绍Ctrl 控制方式： Ctrl=2 ，启动自整定 Ctrl=3， 整定结束；Sn输入规格：

23、 Sn=33，1-5V 电压输入 Sn=32 ，0.2-1V 电压输入Sn=20，热电阻输入；Dip小数位数： dip=0，小数点位数为 0；op1输出方式： op1=4，420 mA线形电流输出；dih 输出上限：做液位控制时，dih=400，做温度、流量、压力控制时，dih=100；dil 输入下限：一般dil=0 ；CF 系统功能选择：单回路控制CF=2 ；需要外部给定时CF=8 。Run 运行状态选择： run=0，手动调节状态； run=1，自动调节状态。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -

24、 - - - - - - 第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 10 - 附录二：测试对象特性的方法工业过程动态数学模型的表达方式很多，其复杂程度相差悬殊。对于数学模型，应根据实际应用情况提出适当的要求。一般说来，用于控制的数学模型并不要求十分准确。闭环控制本身具有一定的鲁棒性，模型本身的误差可视为干扰，而闭环控制在某种程度上具有自动消除干扰的能力。实际生产过程的动态特性非常复杂，往往需要作很多近似处理。有些近似处理需要作线性化处理降阶处理等，但却能满足控制的要求。 建立数学模型有两个基本方法， 即机理法和测试法。一、测试法求取传递函数测试法一般只

25、用于建立输入输出模型。它的特点是把被研究的工业过程视为一个黑匣子， 完全从外部特性上测试和描述它的动态性质，因此不需要深入掌握其内部机理。 通过简单的测试获得被被控对象的阶跃响应，进一步把它拟合成近似的传递函数， 是建立被控对象数学模型简单有效的方法。用测试法建立被控对象的数学模型， 首先要选定模型的结构。 典型的工业过程的传递函数可以取为各种形式，例如：1、一阶惯性环节加纯延迟一阶惯性环节的传递函数：1)(TsKsG延迟环节的传递函数为：s)(esG一阶加纯滞后对象的传递函数1)(sTsKesGt0Xx阶跃信号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -

26、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 11 - 一阶惯性环节阶跃响应Kx0T图 2-1 对于有纯滞后的一阶对象，滞后时间可直接由图中测量出纯滞后时间 。2、二阶或高阶惯性环节加纯延迟ns1)(T s)(KesG在确定传递函数的形式后， 要对函数中的各个参数与测试的响应曲线进行拟合。如果阶跃响应是如图2-2 所示的 S 形单调曲线， 就可以用一阶惯性加纯延迟对象的传递函数去拟合。 增益 K 由输入输出的稳态值直接算出， 而 和 T 则可以用作图法确定。0tABpCyy()T图

27、 2-2 在曲线的拐点 p 作切线，它与时间轴交于 A 点，与曲线的稳态渐进线交于B点。0A 段的值即为纯滞后时间 ，CB 段的值即为时间常数T，这样就确定了和 T 的数值。如图 2-2 所示。3、放大倍数 K 的求取放大系数 K 的定义是：输入量输出量稳态值defK名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 12 - 即：)XX/( X)YY/(YMINMAXMINMAXK式中X ：调节器输出电流

28、的变化量，单位mA。XMAX：调节器输出电流的上限值，单位mA。XMIN：调节器输出电流的下限值，mA。Y：液位的变化量，单位mm。YMAX：液位的上限值，单位mm。YMIN：液位的下限值，单位mm。例一 实验中调节器输出电流由8mA 增加到 12mA ，液位增高 160mm 。求放大系数 K。X=12 -8=4mA X/(XMAX-XMIN)=4/(20-4)=0.25 Y/(YMAX-YMIN)=0.4 则：K=0.4/0.25=1.6 上述公式只适用于自衡过程。 对于非自衡过程， 其传递函数应含有一个积分环节。对于液位控制系统，液位对象是自衡对象，单独的水箱是一阶对象，上水箱与下中水箱可

29、以组成二阶对象。二、反应曲线法（动态特性参数法）这是一种开环整定方法， 即利用系统广义过程的阶跃响应特性曲线对调节器参数进行整定。具体做法是：对图3-6 所示系统，先使系统处于开环状态。再在调节阀 GV（s）的输入端施加一个阶跃信号，记录下测量变送环节Gm（s）的输出响应曲线 y（t ） 。根据这个阶跃响应试验曲线将广义被控过程的传递函数近似表示如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 13

30、 - 对于无自衡能力的广义过程，传递函数可写为sessG)(0（3-15）对于有自衡能力的广义过程，传递函数可写为ssesTPesTKsG00001/11)(（3-16）假设是单位阶跃响应，则式中各参数的意义如图3-7 中所示。根据阶跃响应试验曲线求得广义过程的传递函数以后，就可以分别按表 3-3、表 3-4 中的近似经验公式计算调节器的参数。表 3-3 =0.75 过程无自衡能力的整定计算公式调节规律GC（s）TITDP 1/ PI /11STI1.1 3.3 PID /11sTSTDI0.85 20.5 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -

31、- - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 14 - 表 3-4 =0.75 过程有自衡能力时的整定计算公式调节规律GC（s）0T0.2 0.2 0T1.5 TITDTITDP 101T7. 008.06. 200TTPI )11(sTI01.1T3.36. 008.06. 200TT0.8 T0PID sTsTDI11085.0T20.58. 015.06. 200TT0.81 T0 +0.19 0.25T1在表 3-3 和表 3-4 中，没有考虑 PD调节器的参数如何整定。若有需

32、要，在=0.75 的前提下，可在 P调节器参数整定的基础上确定PD调节器的整定参数，即先按照上两表算出P调节器的 值设为 P，再按以下两式计算PD调节器的 值和 TD值。=0.8P；TD=（0.25 0.3 ） (3-17) 反应曲线法是由齐格勒（ Ziegler ）和尼科尔斯（ Nichols ）于 1942 年首先提出的。之后经过多次改进，还总结出不少调节器最佳参数整定公式。这些公式均是以衰减率 =0.75 为性能指标，其中广为流行的是柯恩 （Cheen ） 库恩 （Coon ）整定公式，具体为：1、 P调节器3333.0/11100TK（3-18 ）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下

33、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 15 - 2、PI 调节器02000100/2.21/3 .0/33.3082.0/9.011TTTTTTKI（3-19 ）3、PID 调节器00002000100/2. 01/37. 0)/(6 .01/5.0/5.227.0/35. 111TTTTTTTTTTKDI（3-20）式中， 、T0和 K0是对应式（ 3-16）典型形式的广义过程传递函数的参数。随着计算机仿真技术的发展，人们进一步

34、发展了=0.75 的整定准则，而分别以 IAE、ISE 和 ITAE 的极小化为准则，对于式（ 3-16）所示广义过程的典型形式，通过计算机仿真计算，得到调节器参数整定的计算公式分别为：BDBIBCTATTDTATTITAKKP000000/作用对于作用对于作用对于（3-21 ）式中， KC=1，A、B具体数值可由表3-5 查知。以上是对于定值过程控制系统而言。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导

35、书- 16 - 附录三：串级控制系统的设计与整定当调节对象的动态特性比较复杂，而工艺对调节质量的要求又很高的时候，简单的单回路控制系统不能够满足要求。在这种情况下， 需要在单回路控制系统的基础上，采取其他措施，组成复杂控制系统，也称为多回路系统，如串级控制系统、带有补偿的控制系统以及解耦系统。+-主参数设定副调节器调节阀副对象主对象主调节器副变送器主变送器-二次扰动主参数副参数一次扰动图 4-1 一般串级控制系统如图所示的控制系统在结构上形成了两个闭环。一个闭环在里面， 被称为副回路；一个闭环在外面，被称为主回路，以最终保证被调量满足工艺要求。这种由两个调节器串接在一起控制一个调节阀的系统叫做

36、串级控制系统。主调节器具有自己独立的设定值， 它的输出作为副调节器的设定值，而副调节器的输出信号则是送到调节阀去控制生产过程。串级控制系统只比简单控制系统增加了一个测量变送元件和一个调节器，但是控制效果却有显著的提高，具有较好的控制性能，能够改善对象的动态特性，提高系统的工作频率，对负荷或操作条件的变化也有一定的自适应能力。一串级控制系统的设计串级系统的特点是因为增加副回路的缘故，副回路的设计质量是保证发挥串级系统优点的关键。1制定串级控制系统的方案， 选择串级液位控制系统或串级流量控制系统。选择主被控参数、副被控参数、主控制器、副控制器来构成主回路、副回路，组成一个完整的串级控制系统。副回路

37、应包含被控对象所受到的主要干扰，副参数的选择应使副回路时间常数小，调节通道短，反应灵敏。2选择串级控制的主、副控制器。副调节器的任务是要快动作以迅速抵消落在副环内的二次扰动，而且副参数并不要求无差， 所以可选用调节速度较快的P调节器。主调节器的任务是准确保名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - - 过程控制实验指导书- 17 - 持被调量符合生产要求，不允许被调量存在偏差，因此，调节器必须具有积分作用。二串级控制系统参数

38、的整定串级系统的整定要比简单系统复杂。 由于两个调节器串接在一起， 互相作用，影响参数的整定。所以在整定时，应尽量加大副调节器的增益以提高副环的频率，使主、副环的频率错开，减少相互之间的影响。串级系统的整定采用两步整定法。两步整定法是第一步整定副回路的副调节器，第二步整定主回路的主调节器的串级系统整定方法。1、先整定副回路。在系统工作状况稳定，主、副回路主调节器在纯比例作用的条件下，将主调节器的比例带 置于 100% 处，按照单回路系统的整定方法来整定副回路。逐渐降低副调节器的比例带，如用1：1 衰减法来整定副回路，则求出副参数在 1：1 衰减时的副调节器比例带2 S和操作周期 T2 0。2、

39、整定主回路。使副调节器比例带置于2 S的数值上，逐渐降低主调节器的比例带 1 S，求出同样衰减比时主回路的过渡过程曲线，记录此时主调节器的比例带 1 S和操作周期 T1 0。将上述步骤中求出的1 S、T1 0、2 S、T2 0 , 根据选用的调节器类型，按照1：1 衰减曲线的整定方法，求出主副调节器的整定参数。3、按照“先副后主先比例次积分后微分”的原则，将计算得出的调节器参数置于各调节器之上。4、 加干扰实验进行验证， 观察过程参数值， 直至记录曲线符合控制要求为止。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - -