过程控制实验指导书实验六 利用MATLAB对选择性控制系统进行仿真.docx

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1、实验六利用MATLAB对选择性控制系统进行仿真一、实验目的.学会利用MATLAB/Simulink对液位-温度选择性控制系统进行参数整定。1 .学会利用MATLAB/Simulink分析液位-温度选择性控制系统的抗干扰能力。二、实验内容某锅炉控制系统，当控制小于临界值时，选择温度控制，否那么为液位控制，假设该系统被控对 象的传递函数为：厂小1Gp =(10s + l)(s+l)试设计一个液位-温度选择性控制系统。三、实验步骤1、根据对被控变量的选择性控制系统的框图，建立如图6.1所示的Simulink仿真模型。各环节 的调取参照前几个实验。模型中，PID Controller和PID Cont

2、rolled模块的参数分别设置为Kc、Ki、 。和Kcl、Kil、Oo模块step模拟温度输入，Stepl模拟液位输入。PID控制器参数可完全按照简单 控制系统设计原那么来确定。注意：整定液位回路PID参数时参照图62为取代测量变送器。s + 0.5各参数指标设置参照图6.3。2、在时间t=5080s之间加入幅值为0.5的干扰信号。Step2和Step3叠加，模拟干扰信号。即 设置Step2的阶跃时间为50,幅值为0.5, St叩2的阶跃时间为80,幅值为-0.5。可得到如图6.6所示 的波形图。3、建立如图6.7所示的干扰作用下温度控制回路Simulink仿真图。Switch为选择器，当输入

3、小 于阈值时，选择输入下端口 3进行温度控制，否那么选择上端口 1进行液位控制；设置Switch的阈值 为L1,再引入液位控制回路加以保护，可得如图6.8所示的液位-温度选择控制系统的抗干扰特性曲线。线。图6.2液位控制系统PID整定Simulink仿真图M Desired ResponseSpecify reference signal( Specify step response characteristicsr Step response specsInitial value:|oStep time:oInitial value:|oStep time:oFinal value: |lR

4、ise time:|8Settling time: 20% Overshoot: f70Rise time:|8Settling time: 20% Overshoot: f70% Rise:|90% Settling: s % Undershoot: F-OK Cancel Help Apply图6.3整定器参数设置图图6. 4温度控制回路波形图图6.5液位控制回路波形图M Scopel1 回Bl Scops1 回 l-a-l昌图1 PPP阙超唱_l 0 a*与图10 a11II11 14| Autoscale1 A卜0.80.60.40.2 nI111 a111 .41.210.80.60

5、.40.2nI1111 a1/Ov./. .L产I./I.JJ.1I11t i1;1Ii11I 1 /L1;1Ii11020406080100Time offset: 01020406080100 |llime offset: 0EJ Scope| = 回aiailppp AiaulBa-fTime offset: 0图6.6干扰作用下温度控制回路波形图图6.7液位-温度选择性控制Simulink仿真图Q Scopej 回昌图庐0月禄居 0倒胃Time offset: 0图6,8液位-温度选择性控制响应波形四、思考题与实验报告要求1、分析选择性控制系统如何提高系统的控制精度。2、分析扰动对系统控制的影响。3、选择器的阈值选取对系统有何影响？4、系统引入液位保护控制回路后的液位-温度选择性控制系统的超调量，有无明显的减少?5、根据实验报告格式及以上要求写出实验报告。