过程控制系统串级控制系统实验

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1、实验一串级控制系统组成实验一、概念在串级控制系统中，采用了主、副两只控制器，其中主控制器的输出作为副控制器的给定，而由副控制器的输出去控制控制阀。本次实验采用仪表实验装置，其内容就是让学生自行连成液位与液位及液位与流量两个串级控制系统。二、目的要求、1.熟悉实验装置（参见实验指导书）。2.利用所提供的液位实验装置连成一个以二阶液位L?为主变量，一阶液位J为副变量，F?为控制变量的液位与液位串级控制系统。3.利用液位实验装置连成一个以二阶液位L2为主变量，以一阶液位F

2、为副变量和控制变量的液位与流量串级控制系统。三、注意

3、事项1.本次实践只连线路，不允许接通电源。四、思考问题1.串级控制系统屮主、副控制器的内、外给定开关应如何放置？2.试分析液位与液位串级控制系统在干扰作用下的工作过程。3・已知控制阀为气闭式，并安装在水槽的入口处，试分析液位与液位串级控制系统中主、副控制器的正、反作用应如何选？实验二串级控制系统的投运和整定一、概述串级控制系统具有主、副两只控制器，因此投运和整定要比单冋路系统复杂一些。但只要按照先副后主的步骤循序进行，并掌握住投运和整定的要领，串级控制系统的投运和整立方法也是不难掌握的。串级控制系统的整定方法很多，本次

4、采用的是一步整定法。即先根据副变量的类型，按经验数据将副控制器参数一次性放好，不再改变，然后再按单回路系统的4：1衰减曲线法直接整定主控制器的参数。本次实验要求学生利用所提供的液位实验装置连成一个以二阶液位L?为主变量，一阶液位L］为副变量，F?为控制变量的液位与液位串级控制系统，并对该系统进行投运和整定实践。二、实验目的1.串级控制系统的投运1.串级控制系统控制器参数的整定三、实验要求1.学握串级控制系统的投运方法。2.掌握一步整定法整定串级控制系统控制器参数的方法。3.要求学生根据实验的目的要求自行拟定实验步骤。4

5、.实验完成后一星期内每人提交一份实验报告，内容要求同前。四、注意事项1.组态完毕（或线路连好）后，未经指导老师检查认可，不得接通总电源。五、思考问题1.如何才能保证无扰动切换?为什么要强调无扰动切换？2.一步整定法的依据是什么？3・串级控制系统投运整定前需要做好哪几项工作?主、副控制器内、外给定如何放?止、反作用如何定？实验三串级控制系统主'副环抗干扰能力的比较一、概述串级控制系统由于副环具有快速抗干扰功能，对于进入副环内的干扰具有很强的抑制作用。因此，同样大小的干扰作用于副环与作用于主环，对主变量的影响不一样。作用于

6、副环的T•扰，由于受到副环的抑制作用。结果对主变量的影响就比较小；而作用于主环的干扰,由于此吋副环的快速抗干扰性能未能得到发挥，因此，干扰对主变量的影响就比较大。本次实验要求学生利用所提供的液位实验装置自行连成一以二阶液位L2为主变量，一阶液位L

7、为副变量，F2为控制变量的液位与液位串级控制系统，并对干扰作川于系统不同位置（主环及副环）时对主变量的影响进行分析。F

8、作为干扰量，通过手动阀3及4的开、闭就可改变干扰量的引入点。二、实验目的研究串级控制系统分别在主环及副环干扰下的质量变化。三、实验要求1.要求学生自行拟主实

9、验线路和实验步骤。2.要求对实验结果作出总结，并运用所学理论进行分析。3.实验完成后一•周内每人提交一份实验报告，报告内容、要求同前。四、注意事项1.实验线路连好后，需经指导老师检查认可方允许合上总电源。五、思考问题1.如果副控制器比例放大倍数放置得不一样，对串级控制系统的抗干扰能力有什么影响?为什么?试从理论上加以说明O1.画出本串级控制系统方块图，并在图上标明干扰的位置。实验四串级控制系统与单回路系统质量的比较一、概述串级控制系统由于副回路的存在，改善了对象的特性，使等效副对象的时间常数减小,系统的工作频率提高。同

10、时，由于串级控制系统具有主、副两只控制器，使控制器的总放大倍数增大，系统的抗干扰能力增强。因此，一般来说串级控制系统的控制质量要比单回路控制系统高。当对产品质量或控制精度要求较高，而单冋路控制方案乂不能满足要求时，采用串级控制方案往往可以获得比较满意的控制效果，控制质量可以获得很大提高。本次实验要求学生利用所提供的液位实验装置分別连成以二阶液位L?为主变量，一阶液位b为副变量，F?为控制变量的串级控制系统，和以二阶液位L2为被控变量，F?为纵操变量的单冋路控制系统，研究当T扰加于系统相同位置时它们控制质量的差异。二、实

11、验目的要求1.研究串级控制系统分别在槽1和槽2加干扰时的控制质量与单回路系统在相同位置加干扰时的控制质量之不同（串级与单回路系统的控制器参数用以前整定的值，这次不再整定）。2.根据实验结果作出总结，并上升到理论高度进行分析。3.根据实验目的要求，自行拟定实验线路和实验步骤。4.实验完成后一-周内每人提交一份实验报告，报告内容要求同