过程控制课程设计--双容水箱液位串级控制系统

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1、 课程设计任务书 电气工程与自动化 专业 10 年级 1 班 陈志高 一、一、 设计题目设计题目 双容水箱液位串级控制系统 二、二、 主要内容主要内容 熟悉 THJ-2 型高级过程控制系统实验装置，获取电动阀支路的流 量和变频器磁力泵支路的流量曲线，利用实验建模法求出它们的数 学模型。 根据串级控制， 选择合适的双回路调节器控制规律， 并在Matlab 上进行仿真。最终在过程控制系统实验装置平台上完成实际系统的调 试，并说明两种方法的所得结果的差别。 三、三、 具体要求具体要求 从组成、工作原理上对工业型传感器、执行机构有一深刻的了解 和认识。 1. 分析控制系统各个环节的动态特性， 从实验中

2、获得各环节的特性曲 线，建立被控对象的数学模型。 2. 根据其数学模型，选择被控规律和整定调节器参数。 3. 在 Matlab 上进行仿真，调节控制器参数，获得最佳控制效果。 4. 了解和掌握自动控制系统设计与实现方法， 并在 THJ-2 型高级过程 控制系统平台上完成本控制系统线路连接和参数调试， 得到最佳控 制效果。 5. 分析仿真结果与实际系统调试结果的差异，巩固所学的知识。 四、四、 进度安排进度安排 第一周第一周 分组；查找资料；分组；查找资料；对象模型的获取，对象模型的获取，Matlab仿仿 真真 第二周第二周 系统调试，撰写课程设计报告，答辩系统调试，撰写课程设计报告，答辩 五、

3、五、 完成后应上交的材料完成后应上交的材料 课程设计报告。课程设计报告。 六、六、 总评成绩总评成绩 指导教师指导教师 签名日期签名日期 年年 月月 日日 系系 主主 任任 审核日期审核日期 年年 月月 日日 摘 要 本设计以 THJ-2 型过程控制实验装置为基础，目的是设计双容水箱液位串级 控制系统。在设计中充分利用自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术和自动控 制技术，以实现对水箱液位的串级控制。首先对被控对象的模型进行分析，并采 用实验建模法求取模型的传递函数。其次，根据被控对象模型和被控过程特性设 计串级控制系统，采用动态仿真技术对控制系统的性能进行分析。然后，设计并 组建仪表过程控制系

4、统，通过智能调节仪表实现对液位的串级 PID 控制。最后， 借助数据采集模块MCGS 组态软件和数字控制器， 设计并组建远程计算机过程控 制系统，完成控制系统实验和结果分析。实验结果表明，系统实现了对过程参数 的无稳态误差控制，具有良好的稳态性能和动态性能。 关键字：关键字：双容液位 串级 PID 控制 电动阀 磁力泵 计算机过程控制系统 目 录 一设计任务分析1 二控制系统总体方案的设计1 2.1 设计目的1 2.2 设计要求1 2.3 双容液位控制系统的结构2 2.4 双容液位控制系统的特点 3 三双回路参数整定3 3.1 被控对象特性测试方法 4 3.2 电动阀传递函数测试 5 3.3 用 MATLAB 进行仿真6 四系统参数调节 8 4.1 比例系数的整定 8 4.2 系统参数的整定9 4.3 PID 串级控制系统设计9 五设备使用说明 11 5.1 系统主要组成 11 5.2 操作前准备11 5.3 控制面板接线说明11 六结果与分析 12 6.1 给定阶跃响应曲线 12 七. 心得体会 16 八参考文献 17 附录：实验总图 18 1 一设计任务分析一设计任务分析 在工业实际生产中，