成绩________
过程控制工程
实验报告
班级：_______________________________________ 姓名：________________________________________ 学号：________________________________________ 指导老师：_____________________________________ 实验日期：_____________________________________
目录
实验一 上水箱特性测试(计算机控制)实验 ??????????????????????2
实验二 压力单闭环控制系统的设计与实验 ??????????????????????7
实验三 上水箱液位和流量串级系统(计算机控制)?????????????????????9
实验四 流量比值控制系统(计算机控制) ??????????????????????12
2
实验一 上水箱特性测试(计算机控制)实验
一、实验目的
通过实验掌握对象特性的曲线的测量的方法，测量时应注意的问题，对象模型参数的求取方法。
二、实验项目
1. 认识实验系统，了解本实验系统中的各个对象。
2. 测试上水箱的对象特性。
三、实验设备与仪器
1. 水泵Ⅰ
2. 变频器
3. 压力变送器
4. 主回路调节阀
xmin——调节器输出电流的下限值
?y——被测量的变化量
ymax——被测量的上限值
ymin——被测量的下限值
2) 一阶对象
G0?Ke??s T0s?1
K——广义对象放大倍数（求法见1）
T0——广义对象时间常数(为阶跃响应变化到新稳态值的63.2%所需要的时间) τ——广义对象时滞时间(即响应的纯滞后，直接从图测量出)
五、注意事项
1． 测量前要使系统处于平衡状态下，反应曲线的初始点应是输入信号的开始作阶跃信号的瞬间，这一段时间必须在记录纸上标出，以便推算出纯滞后时间τ。测量与记录工作必须
2． 所加扰动应是额定值的10%左右。
六、实验说明及操作步骤
4
1.了解本实验系统中各仪表的名称、基本原理以及功能，掌握其正确的接线与使用方法，以便于在实验中正确、熟练地操作仪表读取数据。熟悉实验装置面板图，做到根据面板上仪表的图形、文字符号找到该仪表。熟悉系统构成和管道的结构，认清电磁阀和手动阀的位置及其作用。
2.将上水箱特性测试（计算机控制）所用实验设备，参照流程图和系统框图接好实验线路。
3.确认接线无误后，接通电源。
4.运行组态王，在工程管理器中启动“上水箱液位测试实验”
阶液位对象。
按钮观察输出曲线。
6.在
会影响系统稳定所需的时间）。
7.
改变u（k）输出，给系统输入幅值适宜的正向阶跃信号(阶跃信号在5%-15%之间)，使系统的输出信号产生变化，上水箱液位将上升到较高的位置逐渐进入稳态。
8.观察计算机中上水箱液位的正向阶跃响应曲线，
直至达到新的平衡为止。
9.改变u（k）输出，给系统输入幅值与正向阶跃相等的一个反向阶跃信号，使系统的输出信号产生变化,上水箱液将下降至较低的位置逐渐进入稳态。
10.为止。
七、实验报告
5
6
实验二 压力单闭环控制系统的设计与实验
一、 实验目的
1、
2、
3、
4、
5、 熟悉单闭环控制系统的特点、组成及工作原理。 熟悉控制器PID参数对过渡过程的影响。 掌握单闭环控制系统的设计及控制器参数整定方法。 培养学生对检测系统的综合应用能力。 通过理论联系实际，加强对学生实践动手能力和开发创新能力的培养。
二、 实验任务
根据实验室现有设备，设计一压力单闭环控制系统以满足储罐压力控制要求，并自选一种控制器参数整定方法对其进行参数工程整定。
三、实验设备与仪器
1．水泵Ⅰ
2．压力变送器
3．变频器
4．牛顿模块（输入、输出）
5．上水箱液位变送器
6．流量计
7．调节阀
7
8
实验三 上水箱液位和流量串级系统(计算机控制)
一、实验目的
1．通过实验掌握串级控制系统的基本概念，掌握串级控制系统的组成结构，即主被控参数、副被控参数、主调节器、副调节器、主回路、副回路。
2．通过实验掌握串级控制系统的特点、串级控制系统的设计，掌握串级控制主、副控制回路的选择。掌握串级控制系统参数整定方法，并将串级控制系统参数投运到实验中。
二、实验项目
1．掌握串级控制系统的组成及特点并连线构成一个液位-流量串级控制系统。
2．将上述串级控制系统投入自动。
3．对该系统进行调节器参数整定，使系统的阶跃响应出现4：1衰减比。
三、实验设备与仪器
1．水泵Ⅰ
2．压力变送器
3．变频器
4．牛顿模块（输入、输出）
5．上水箱液位变送器
6．流量计
7．调节阀
2．对串级控制系统的参数整定应采用先副后主的整定方法，或将副调节器的参数按经验给定，再对主回路进行一步整定。整定的方法可用单回路整定时的经验凑试法、衰减曲线法、反应曲线法等。
五、注意事项
1．加干扰应在系统稳定的前提下进行。
2．组态王软件中，下标为1的是副回路参数，下标为2的是主回路参数。
六、实验说明及操作步骤
1．打开计算机组态王软件的工程管理器，选中“串级实验”，点击运行，进入串级实验界面。
2．点击“自动/手动”按钮，使系统在自动状态，点击“PID设定按钮”，调出PID设定界面。
3．投入参数，观察液位和流量的曲线，调整参数观察计算机控制的效果。待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其液位的变化曲线。
4．再等系统稳定后，给系统下水箱加干扰信号，观察下水箱液位变化的曲线。
七、实验报告
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实验四
一、实验目的
流量比值控制系统(计算机控制) 11
1．通过实验加深了解比值控制系统的基本概念、比值控制系统的结构组成。
2．掌握比值系数的计算，掌握比值控制系统的参数整定。
二、实验项目
1．掌握比值控制系统的组成及特点并连线构成一个比值控制系统。
2．将上述串级控制系统投入自动。
3．对该系统进行调节器参数整定。
三、实验设备与仪器
1．水泵Ⅰ
2．压力变送器
3．变频器
4．主回路调节阀、主回路流量计
5．副回路调节阀、副回路流量计
6．比例器
7．牛顿模块（输入、输出）
I = Q/QMAX×16 mA + 4 mA
则主副流量变送器的输出电流信号为：
I 1=Q1/Q1MAX×16 mA + 4 mA
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I 2=Q2/Q2MAX×16 mA + 4 mA
主流量信号I1经分流器分流后送到调节器的外给定端，而副流量信号I2则进入调节器的测量端。调节器选用PID控制规律，当系统稳定时：
I2 = Kc×I 1
Kc为比例器比值系数。当生产工艺要求两种物料比值 k= Q 2/ Q1时，可得：
KC?
I2?4Q/Q2MAX?16?4-4Q?2?k1MAX I1?4Q1/Q1MAX?16?4-4Q2MAX
五、注意事项
1．本实验需要设置的参数如下：
KP=3 （参考值）（比例增益）
Ti=18 （参考值）（积分时间 秒）
Td=0 （参考值）（微分时间 秒）
Sp （计算机控制给定值）
U（k） （计算机输出值）
PV （主流量检测值）
PV2 （副流量检测值）
Kc （比值系数）
2．本实验需要恒压供水。
六、实验说明及操作步骤
1．根据实验系统流程图，将流量比值实验所用设备，按系统框图连接。
2．接通总电源和各仪表电源。
3．调出计算机控制的流量比值实验界面。将“手动/自动”按钮转换到自动状态，点击“PID设定”按钮，调出PID参数设定界面。选取适当的PID参数投入运行。
4．调节KC，改变流量的比值。
5．系统的参数整定，调节器的参数整定可按单回路或串级控制系统 的整定方法进行。
6．系统稳定后，改变主回路中流量的大小，观察副回路流量的变化。
7．观察计算机上历史曲线的变化。记录并处理历史曲线。
8．改变比例器的比例系数，观察流量的变化。
七、实验报告
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第二篇：自动控制实验报告模板
实验三：
一、matlb 环境下列写传递函数的常用语句
（1）多项式展开形式
（2）零极点形式
二、matlb 环境下画跟轨迹的语句
三、matlb 根轨迹仿真的其他相关语句及其含义
四、仿真示例及结果分析（选择实验指导书第四项中某一个对象，按照第六项中1和2要求写）
五、总结和体会（包括仿真过程中遇到的问题和解决办法等）
实验四：
一、matlb 环境下列写传递函数的常用语句（3）……
二、matlb 环境下画乃奎斯特图的语句
三、matlb 环境下画伯德图、求幅值裕度和相角裕度的语句
四、matlb 根轨迹仿真的其他相关语句及其含义
五、仿真示例及结果分析（选择实验指导书第四项1和2中各一个对象，按照第六项中1和2要求写，在1中添加求幅值裕度和相角裕度，2中添加k不同时对奎斯特图曲线的影响）
六、总结和体会（包括仿真过程中遇到的问题和解决办法等）