1、液位前饋-反饋復合控制實驗報告書實驗名稱：液位前饋-反饋復合控制姓名： _班級：學號：指導老師：一、實驗名稱：液位前饋-反饋復合控制二、實驗設備：組態軟件、實驗箱。三、實驗過程：需要注意的一點是：組態軟件采用所有的工程量都是0-100。如液位的 實際最高高度為28cm，液位參數設置時取20%，50%等類似的百分比U101* *i J U102VI04a)流量液位前饋反饋控制1實驗目的與要求實驗前需熟悉復合控制的原理與特點。熟悉儀表裝置，如檢測單元、控制單元、執行單元等。通過實驗掌握前饋補償器的設計方法。2實驗系統組成2.1實驗原理流程圖如圖2.3.1所示。水介質由泵U101(P101)從水箱V

2、104中加壓獲得壓 頭，經流量計FT101、電動調速器U101、水箱V101、手閥QV116回流至水箱V104 而形成水循環，負荷的大小通過手閥QV116來調節；其中，水箱V101的液位由 液位變送器LT101測得，給水流量由流量計FT101測得。本例中調速器U101為操 縱變量，LT101為被控變量，接收流量的前饋信號參予到定值系統中，整體構 成前饋一反饋控制系統。2.2前饋補償器,如果水路流量出現擾動，經過流量計FT101測量之后，測量得到干擾的大小, 然后通過調整調速器開度，直接進行補償。本次實驗采用靜態補償，補償器數值 為圖2.3. 1中的前饋系數K。工藝箭程建議參數U1O1=PID1

3、_MV+K*(FT1O1-穩態流量)；+K5口法器:匕 + -SP LIC pv? cm液位 LT101LT101 PID 設萱V101? m3/hQV112,流堂FT1O1? %QV116 囹 圖2 3 1流量液位前饋M014蓄水箱31操作步驟和調試前饋系數實時趨勢曲線（工程百分比）P穩態流重百分比的饋控制實希皆觀察對邑的控野管幽首先蹈丁無前行復合控制實驗，對比分析兩種控制方案的特點與實驗結果?，然后進3.1單一反饋控制實驗步驟:1、啟動組態王軟件，選擇“復雜控制”中“流量液位前饋反饋控制”。2、檢查水槽溢出時是否有溢流通道，保證發生溢出時水能夠流回蓄水箱V104。3、工藝對象和控制系統上電

4、。4、設定K=0,液位設定值為30%左右，然后在“自動”模式下調節PID控制器參 數，使得在設定值增加10%的階躍輸入情況下，能得到較為滿意的響應曲線。抓 圖，保存實驗曲線結果5、增加干擾，調節QV111從90度變動到50度，觀察系統響應曲線。抓圖，保 存實驗曲線結果。6、若全部實驗結束，將工藝對象和控制系統斷電。3.2復合控制步驟：1、將調節閥QV111轉回90度的關閉狀態。2、設定K=0,液位設定值在3040%之間，保持3.1步驟中的PID參數不變。3、系統穩定后，觀察主界面上方的穩態流量（百分比）記為q1,下方的調節器 輸出記為u1。將調節閥QV111從90度變動到70度，觀察響應曲線，

5、系統穩定后， 將穩態流量（百分比）記為q2,下方的調節器輸出記為u2，則前饋補償器的計算 公式為(1)4、將調節閥QV111轉回90度的關閉狀態。系統穩定后，將q1輸入到主界面下 方的“穩態流量百分”的編輯框中，前饋系數設為式1求得的K。5、增加干擾，調節QV111從90度變動到50度，觀察響應曲線。抓圖，保存實 驗曲線結果。6、點擊主界面“停止”按鈕，關閉系統，分析數據。7、若全部實驗結束，將工藝對象和控制系統斷電。4實驗結果與思考整理實驗曲線，記錄PID參數及前饋系數。針對得到的不同實驗曲線，加以對比分析說明J OKjS OK/S 合也開始神F N 201348104925. 反 信息窗口

6、好*工程瀏覽器-.開發系藐一開.匕運行系統也新建Microso. . ./匕：11 ：31D逾苣行系統調試操作窗口椅性測試與單回路PII復雜控制才算機數字控帝高等控制A1000小型過程控制實訓系統告警：-控制器：S7-200全點流量液位前饋反域控制察騎序號304LU 12 ft hr. Bl |從實驗結果對照我們可以看出，通過設置前饋環節，使系統特性在相同PID的 調節下得到了顯著提高,這是因為前饋調節是通過引起被控參數變化的干擾大小 進行調節，因此對干擾的克服要比反饋調節快。而前饋反饋復合控制更加提高了穩態性能和動態性能，使調節性能得到更多的 改善。 L尺.C _若本實驗系統中泵的模型為水槽v101的模型為。控