辽宁省高等教育自学考试应用本科.docx
辽宁省高等教育自学考试（应用本科）过程装备制造技术及应用（实践）一、实验题目：简单调节系统的投运和参数整定二、实验目的：1、掌握简单调节系统的投运方法；2、4：1衰减法整定调节器参数。三、仪器设备：液位实验装置四、注意事项：1、实验前应认真检查所用实验装置和控制系统工作是否是处于初始状态。如果没在初始状态，要按下“实验复位二2、加阶跃必须在液位稳定状态下，迅速加入。3、实验完全做完后，点击返回菜单页按钮，然后在菜单页中左侧点击退出实验按钮，退出ArS实验系统。五、实验原理:（一）实验原理所谓控制系统投运就是将系统从手动切换到自动工作状态。这一过程是通过控制器上的手动一一自动切换开关从手动位置切换到自动位置来完成的，但这种切换必须保证无扰动的进行。即手自动切换过程中，不造成系统的扰动。不破坏系统原有的平衡状态。也就是不改变原先控制阀的开度。所谓控制系统的整定，就是对于一个已经设计并安装就绪的控制系统，通过控制器参数（8s、Ti.Td）的调整，使得系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求。对于不同的系统，整定的目的要求可能不一样。对于单回路控制系统控制器参数整定的要求就是通过选择合适的控制器参数，使过渡过程呈现4：1衰减过程。控制器参数整定的方法很多，可分为两大类：一类是理论计算方法；另一类是工程整定方法。常用的工程整定方法有经验试凑法、临界比例度法、衰减曲线法、反应曲线法等。（二）实验内容1、进行手动遥控操作练习；2、练习调节器从手动到自动的无扰动切换；3、进行自动调节器的投运；4、进行调节器参数整定。六、实验步骤：1、进入操作画面。点击画面右下角的“实验复位”，使实验过程初始化。2、熟悉操作画面上各功能操作。按动调节器T2按钮，弹出调节器T2面板，将其设定为“手动方式:启动泵Pl,并逐渐打开手动阀L直至全开。3、用鼠标拖动调节器T2输出指针（相当于电In型仪表的硬手动），进行手动遥控操作练习，直至被调液位参数稳定在给定值上。4、当手动遥控操作使被调参数等于给定值并稳定不变时，反复练习做调节器从手动到自动的无扰动切换。5、练习完了以后，将调节器T2恢复到手动位置，并用鼠标拖动调节器T2的输出指针，使其输出为12mA。等待被调参数L2逐渐稳定下来。6、当被调参数L2稳定不变时，用鼠标点击调节器T2的给定按钮，使给定值指针（黑针）与测量值指针（红针）重合，即偏差为零。这时迅速将调节器T2切换到自动。完成调节器的投运。7、按动参数整定按钮，弹出控制参数整定面板，设定其Ti=0、Td=Oo根据液位调节系统调节器的比例度大致范围是20-80%,将比例度预设在某一数值上。然后用4：1衰减法整定调节器参数。方法是：观察在该比例度下过渡过程曲线的情况，增大或减小调节器的比例度。在每改变一个比例度值时，利用改变给定值的方法给系统施加一个干扰，看被调参数L2的过渡过程曲线变化的情况，直至在某一个比例度时系统出现4：1衰减振荡，那么此时的比例度则为4：1衰减比例度s,而过渡过程振荡周期即为操作周期Ts。有了s和Ts后，根据经验公式计算出系统所要求的调节器的参数6、Ti和Td值。8、根据计算求得的调节器参数值，设置到调节器上。方法是：先将比例度设置到比计算值大一些的数值上，然后把积分时间放到求得的数值上，再慢慢放上微分时间，最后把比例度减小到计算值上。观察调节过程曲线，如果不太理想，可作适当调整，获得满意的调节效果为止。（注意：若要调整Ti或Td时，应保持Td/Ti比值不变）。七、思考题:一个简单控制系统由几个环节组成？调节器参数的工程整定方法有几种？对于自动控制系统，如果按给定值的特点分类有哪几种？简单说明积分作用对控制系统的影响？过渡时间是如何定义的？调节器的作用是什么？简要说明微分时间对控制系统作用的影响？什么是系统的过渡过程？图示一锅炉汽包压力控制系统示意图。（1）画出控制系统方框图（2）调节阀的气开/气闭形式（3）说明调节过程（4）确定调节器的正反作用用一台DDZIII比例控制器来控制液位时，其液位的测量范围为01.2m,液位变送器的输出为420mA。当液位指示值从0.4m增大到0.6m时，比例控制器的输出从4mA增大到6mA.试求控制器的比例度及放大倍数。回答问题：计算机控制系统与常规的模拟控制系统相比异同点？参考答案：1.答：被控对象、测量变送、调节器、执行机构2 .凑试法、临界比例度法、衰减曲线法、经验法3 .有定值调节系统，随动调节系统和程序控制系统。4 .答：随着积分时间的减小，积分作用不断增强，在相同的干扰作用下，调节器的输出增大，最大偏差减小，余差消除很快，但系统的振荡加剧，所以积分时间过小时，会导致系统不稳定。5 .答：控制系统受到干扰作用后，被控变量从原稳定状态恢复到新的平衡状态所经历的时间。6 .答：调节器的作用就是将测量信号与给定值比较产生偏差信号然后按一定的运算规律产生输出信号，推动执行器，实现生产过程的自动化。7 .答：微分时间较小时，对系统的控制作用影响较小，随着微分时间的增大，微分作用逐渐增强，可逐步改善控制系统的品质指标；但微分作用太强时，反而会引起系统的振荡。8 .答：从被控对象受到干扰作用使被控变量偏离给定值时起，调节器开始发挥调节作用，使被控变量恢复到给定值附近范围内，这一过程叫做系统的过度过程。9 .答：(1)方框图如图示。给定值+(2)调节阀气开/气闭形式的确定为保证生产的安全，当气源中断时，停止燃料供给，以防锅炉烧坏，故选气开型调节阀。(3)调节过程：例如当汽包中的压力增大时，测量值增加，与给定值比较得出偏差信号，经调节器运算后的输出信号，控制调节阀，减少其开度，进而减少燃料油的流量，使汽包中的压力保持在给定值上。(4)确定调节器的正反作用由于调节器为气开阀，那么当压力增加时，测量值增加，调节器的输出值应减小才能使阀的开度减小。从上面的讨论可知，测量值增加，调节器的输出值减小，则调节器应反作用调节器。10 .答：根据比例度的定义则有=Ae"'maxfin)1()%A"3ma-"min)(0.6-0.4)/(1.2-0)=4(6-4)/(20-4)3根据放大倍数与比例度成倒数关系，则k=3/4=0.75答：比例控制器的比例度为b=g,放大系数k=0.75IL答:(1)相同点两者的基本结构相同，都是由被控对象，测量变送，执行机构和控制器组成;调节原理和调节过程相同，都是基于“检测偏差，纠正偏差”的控制原理;在系统的对象、执行、检测三个环节内部的运动规律是相同的。（2）不同点在计算机控制系统中，使用数字控制器代替模拟控制器。在计算机控制系统中，控制器对被控对象的参数，状态信息的检测和控制结果的输出在时间上是断续的，对检测信号的分析计算是数字化的，而在模拟控制系统中则是连续的。
