东北大学 课程设计报告 水箱液位控制系统 - 图文

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图减小很多，曲线如下图所示：

图4.2.6 K=11，I=300000，D=10000时控制系统曲线图

这时调节的曲线比较符合要求，具有良好的效果。故单容水箱（上）液位的单回路控制系统最终整定参数为 K=11 ，I=300000 ，D=10000。

4.3控制系统稳态时，打开旁路干扰阀

这时给定的扰动较小，所以曲线没有非常明显的波动。这是第一种情况

图4.3.1 第一次用旁路干扰阀给定扰动

扰动加大，图像有了较明显的变化，可以清晰的看到扰动的给定时间等。

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图4.3.2 第二次用旁路干扰阀给定扰动

由图可以看出，这时给的扰动过大，导致PID已经无法自动调节到稳定状态。这是第三种状况。

图4.3.3 第三次用旁路干扰阀给定扰动

4.4打开副回路进水阀

给一小扰动，看到PID很快把液位稳定回给定值 ，这时扰动频率为 28.3HZ。

图4.4.1 第一次用副回路进水阀给定扰动

再把扰动稍微加大一些，虽然曲线有了较为明显的变化，但是 PID也仍旧

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可以把液位恢复到给定值。这时扰动频率为33HZ。

图4.4.2 第二次用副回路进水阀给定扰动

再给一非常大的扰动。扰动已超出PID调节范围。故液位无法回到给定值 ，这时扰动频率为 50HZ。

图4.4.3 第三次用副回路进水阀给定扰动

4.5思考题

1.旁路流量的频繁，剧烈变化对控制质量有着严重的影响，有什么方法可以较好的抑制这个扰动对控制质量的影响。

答：可以选用串级控制系统来抑制甚至消除扰动。由于该扰动不可预测，所以不能选用前馈—反馈复合控制系统。

2.副回路进水的频繁剧烈变化对控制质量的严重影响，有什么方法可以很好的抑

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制其对控制质量的影响。

答：可以选用串级控制系统或者前馈—反馈复合控制系统来抑制甚至消除扰动。串级控制系统的特点是可以迅速克服内环的扰动，这样就会减轻扰动对控制质量的影响。只要把变化剧烈幅度大的干扰包含在副回路中，即可大大削弱其对主被控量的影响。如果扰动是可量测和可控制的，则可以采用前馈—反馈复合控制系统能迅速有效地补偿扰动对整个系统的影响，并利于提高控制精度，理论上可做到完全消除扰动对系统的影响。若选用前馈—反馈复合控制系统要求扰动是可量测和可控制的。

5 双容水箱液位（上下水箱串联）的单回路控制系统设计

5.1单回路控制系统图

①此单回路控制系统的控制原理图

图5.1.1 双容水箱液位（上下水箱串联）的单回路控制系统原理图

②此单回路控制系统的控制框图

图5.1.2 双容水箱液位（上下水箱串联）的单回路控制系统框图

本系统选用双容水箱作为控制对象，控制方案采用单回路控制，单回路控制