单回路自动调节系统的整定

―1― 实验三 单回路自动调节系统的整定 一、实验目的 a) 熟悉单回路调节系统的整定方法； b) 了解调节器参数对调节过程的影响。 二、实验内容 对下列调节系统进行仿真，先根据调节对象估算出调节器各参数（δ、Ti、Td）的值，再观察各参数值的变化对调节过程的影响。 +-X(S)Y(S)nS)1(T10PID 调节对象的参数可自行选取，例如可选 T0=10，n= 4 或 5。 进行仿真实验，当需要显示多条仿真曲线时可采用如下所示的仿真框图： 其中，PID 模块可以从 Simulink Extras |Additional Linear 图形子库中提取。该模块传递函数 )11(1)(PIDSTSTDSSIPSGdi＋ 或者我们自己可以构建这个功能模块，如下所示： 单回路调节系统的整定方法主要有临界比例带法、图表整定法和衰减曲线法等，下面介绍其中两种，可任选其中一种方法进行实验。 ―2― 1．临界比例带法 临界比例带法是在纯比例作用下将系统投入闭环运行，不断改变比例带δ的数值使调节系统产生等幅振荡，并记录对应的临界比例带δc和临界振荡周期 Tc。然后根据δc和 Tc得到系统所希望的衰减率时的其它整定参数。具体整定步骤如下： （1）设置调节器整定参数 Ti→∞，Td=0，δ置于较大的数值后，将系统投入闭环运行。 （2）系统运行稳定后，适量减小比例带的数值并施加阶跃扰动，观察被调量的变化，直到出现等幅振荡为止。记录此时的临界比例带δc 和临界振荡周期 Tc。 （3）根据临界比例带δc 和临界振荡周期 Tc，调节器中的整定参数可按下式计算： （i） P 调节器：δ＝2δc ； （ii） PI 调节器：δ＝2.2δc，Ti＝0.85Tc ； （iii） PID 调节器：δ＝1.67δc，Ti＝0.5Tc ；Td＝0.25Ti 。 所列的计算公式是按衰减率ψ=0.75 时为依据的。根据调节系统采用不同的调节器类型，选用不同的计算公式，求出整定参数。 （4）将计算出的各整定参数值设置到调节器中，对系统作阶跃扰动试验，观察被调量的阶跃响应，适当修改各整定参数，直到满意为止。 2．图表整定法 图表整定法是通过被调对象阶跃响应曲线的特征参数，经查图表求取调节器各整定参数的。它适用于典型的多容热工被调对象，图表见附表1 和附表2。 采用图表整定法首先对被调对象作阶跃扰动试验，记录阶跃响应曲线，求取阶跃响应曲线上的特征参数：自平衡率ρ、飞升速度ε、迟 延 时间 τ 和时间 常 数 Tc,然后通过附表1 或附表2 的计算公式计算调节器的各整定参数。表中...