2010过程控制系统课程教案(参考)

讲授主要内容: ? 系统的组成 它是由被控对象、检测元件及变送器、控制器和执行器组成一个闭合回路的反馈控制系统。 控制系统的工程考虑： 就一个生产过程控制工程来说，主要包括：方案设计、工程设计、工程安装和仪表的单校及系统的联校、控制器的参数整定。 一、比例控制作用对控制质量的影响 二、积分作用对控制质量的影响 三、微分作用对控制质量的影响 四、控制器的工作类型选择 五、控制器的正、反工作方式选择 、控制器的的参数整定 一、参数整定理论基础 二、经验试凑法 三、临界比例度法 四、衰减曲线法 五、响应曲线法 本次课主体教学方式、方法： 总体概貌---各部分功能—构成整体 并考虑到国庆节---影响 将第4章有关内容与实验内容 一起介绍 对过程控制系统及实验系统认识 布置作业 教学后记

PID Controller 观察双水槽水位实验系统控制回路---描述各个部件与系统构成 9

课程第 五 讲 日期：20010-9-29 第 1 周 五教0110 第五章 Design and Tuning for Cascade Process Control System 第 2 章 串级控制系统及其整定 第 1 节 Basic Requirements ? Two loop control 第 2 节 Controller Design 第 3 节 Tuning of Controller 教学重点: 1双环调节 2 内环 3 外环控制器 PID的作用 教学难点: 对过程系统的双环控制参数 具体方法--内环-外环控制器调整。 参数选取工作，理论与经验法 10

讲授主要内容: 1 串级系统整定前要知道，系统整定的目的及所要完成的任务。 整定方法： ①逐步逼近法 ②两步法 ③一步法 一、逐步逼近法 1、主环断开，把副环看成一个单回路，按单回路整定方法求副调节器的整定参数GC2＇[KC2＇、TI2＇] 2、将副调节器的参数置于GC2＇数值上。再将主回路闭合，把副环看成一个等效的副对象，则又构成一个单回路。同样，按单回路方法进行整定，求取主调节器的参数GC1＇[KC1＇, TI1＇, TD1＇] 3、将所整定的参数设置在主调节器上，系统串级运行。再求取副调节器的整定参数GC2\至此，完成了一次逼近循环。若此时控制质量达到要求，则整定工作结束。主、副控制器的参数分别取GC1＇[KC1＇, TI1＇, TD1＇]、GC2\[KC2\TI2\ 4、若一次循环不能达到控制质量要求，则需再进行循环逼近，将副调节器置于GC2\GC1\,依次循环，逐步提高，直至满意。此法费时。(特别是副调节器采用PI作用时。 二、两步整定法 第一步：整定副调节器参数。 第二步：把整定好的副调节器视为串级系统中的一个环节，再对主调节器进行整定。 此方法简单，其依据：①设计正确： ＝3～10 ②工业生产中，对Y1要求高，Y2要求低。 整定步骤： 1、主回路闭合，令 ％ 2、用整定单回路法整定副回路（δ2逐渐减小）。如4:1法，求出δ2S和T2S（波动周期，操作周期） 4、按先副后主，先P次I后D的顺序，将计算出的参数值设置到控制器上（注意PID时F的影响）。 5、加干扰，观察过渡过程曲线，作适当调整→最佳。 三、一步整定法 根据经验先确定副调节器的整定参数，将其设置好。然后按单回路系统整定主调节器参数。

整定步骤： 11 本次课主体教学方式、方法： 总体概貌---各部分功能—构成整体 并考虑到国庆节---影响 本次课本来应该是实验课，提前补上缺课，抢回过节耽误的课程内容 布置作业 教学后记

观察双水槽水位实验系统控制双回路控制 12