自动化仪表与过程控制课程大作业2013

1 自动化仪表与过程控制课程大作业 2、（20分）（用 MATLAB仿真实现）某液位控制系统，在控制阀开度增加 10%后，液位的响应数据如下： t(s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 h(mm) 0 0.8 2.8 4.5 5.4 5.9 6.1 6.2 6.3 6.3 6.3 如果用具有延迟的一阶惯性环节近似，确定其参数 K,T和 ，并根据这些参数整定 PI调节器的参数，用仿真结果验证之。 t=[0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100]; h=[0 0.8 2.8 4.5 5.4 5.9 6.1 6.2 6.3 6.3 6.3]; plot(t,h); xlabel('时间 t(s)'); ylabel('液位 h(mm)'); grid on; hold on; （1）曲线如下所示： 010203040506070809010001234567时 间 t(s)液位h(mm) （2）在拐点处做曲线并取点如下图所示： 2 010203040506070809010001234567时间t(s)液位h(mm)t=37.8h=6.3t=5.4 由上图可知：τ =5.4；T=39.8-5.4=34.4 （3）一阶惯性环节的传递函数为： （4）对象的传递函数为： 18.3963)(ssG （5）又因为是一阶惯性环节所以传递函数为：sessG4.518.3963)( 由柯恩-库恩整定公式可知：)](2.21/[])(3.0)(33.3[082.0)(9.021TTTTTTKKIP 其中τ 、K、T可由以上结论知道，所以 pK =0.091；iT =13.5547；可知P=0.091;I=0.007248;由以上值可以得到曲线如下所示： ( )1KG sTs 3 3、（20分）某隧道窑系统，考虑将燃料室温度作为副变量，烧成温度为主变量，燃烧室温度为 副 变 量 的 串 级 控 制 系 统 中 主 、 副 对 象 的 传 递 函 数12,ooGG分 别 为 ：11( )(3 01 )oGss，221( )(1 01 )(1 )oGsss，其中有一个 10s的传输延迟，其传递函数为1 0( )sdG se。当延迟环节分别放在主回路和副回路时， 设计串级控制主、副 PID调节器的参数，并绘制出整定后的阶跃响应曲线，分析二次扰动系统的影响。 解：系统框图如下图所示（当延迟在副回路时）： 第一步，主回路开环，先整定副回路。按单回路方法整定副控制器，不断的试验，当 Kc2=1时，控制曲线如下：从下图中可知，此时的衰减比约为4：1。此时 TS2=40S。 4 第二步：主回路闭合，整定主回路。副控制的参数为 Kc2=1，调节主控制器参数，当 Kc1=2.8时，阶跃响应如下图所示：此时 Ts1=55s。 5 主回路采用PI 调节器，副回路采用P 调节器，由曲线求得参数： P2=1； P1=2.8，Ti=0.18 第三步...