雙水箱對(duì)象特性一階二階實(shí)驗(yàn)

1、雙水槽對(duì)象特性試驗(yàn)，數(shù)據(jù)與整理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解雙容對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性及其數(shù)學(xué)模型2、熟悉雙容對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定法原理3、掌握雙容水箱特性的測(cè)定方法三、雙容對(duì)象特性實(shí)驗(yàn)測(cè)定法原理系統(tǒng)連線圖系統(tǒng)連線圖b飛升曲線實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法的具體步驟如下:、選擇工作點(diǎn)給定控制量，讓雙容水箱對(duì)象的液位穩(wěn)定、測(cè)繪階躍曲線讓控制量做階躍變化，并測(cè)繪雙容水箱液位隨時(shí)間變化的曲線、獲得對(duì)象的動(dòng)特性假定在輸入量變化量為u時(shí)測(cè)繪的飛升曲線如下圖3所示:因此，可估算雙容水箱的模型為(12 = 7)其中(12 = 8)(12 9于是用實(shí)驗(yàn)法測(cè)出了雙容水箱的動(dòng)特性。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)運(yùn)行四水箱DDC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件，進(jìn)入首頁(yè)界面，

2、單擊 實(shí)物模型”單選框,選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綖閷?shí)物模型;單擊實(shí)驗(yàn)菜單，進(jìn)入雙容水箱特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)界面。2、選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中有兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別由控制量 U1 ”和U2 ”控制。這兩個(gè)控制量的范圍為0100,可以自行選擇一個(gè)作為控制量。這里假定我們選擇U1”作為控制量。3、選擇雙容對(duì)象實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有四個(gè)水箱：水箱1、水箱2、水箱3和水箱4,它們對(duì)應(yīng)的液位分別用H1、H2、H3和H4表示，其中水箱3和水箱1、水箱4和水箱2可以分別串接成兩組雙容水箱，可以自行選擇一組雙容水箱作為被測(cè)定對(duì)象。這里假定我們選擇水箱1和水箱3串接的雙容水箱，對(duì)應(yīng)待測(cè)液位變量為 H1。4、組成控制回路我們期望構(gòu)成的控制量為U1，

3、被測(cè)量為H1的控制回路，為此根據(jù)連接圖,我們需打開(kāi)水箱1和3的進(jìn)水閥，關(guān)閉其它進(jìn)水閥。也可選擇其它的雙容對(duì)象構(gòu)成控制回路。5、選擇工作點(diǎn)控制量U1”或U2”控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過(guò)構(gòu)造的控制回路，使被測(cè)的單容水 箱的液位穩(wěn)定在某個(gè)點(diǎn)。選擇控制量UT或U2”,如上圖4所示，單擊實(shí)驗(yàn)界面中的調(diào)節(jié)閥圖標(biāo)，進(jìn)入輸出設(shè)置窗體，如下圖5所示:如果選擇U2”作為控制量，也可以參考上述方法進(jìn)行設(shè)置。6、控制量階躍變化當(dāng)單容水箱的液位穩(wěn)定在工作點(diǎn)時(shí)，讓控制量作階躍變化。這里，以控制量 UT為例，讓U1從30跳變到35,可以根據(jù)實(shí)際的效果選擇跳變的幅度。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理:第一組數(shù)據(jù):Ii44秤 is垃T亦匹亠-i

4、lj根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制階躍曲線如下：弓TTPM-/才片41:y Ti :川卒根據(jù)階躍曲線利用切線法計(jì)算傳遞函數(shù)方程如下4fS疔I肌2i;利用兩點(diǎn)法計(jì)算傳遞函數(shù)狂丙卑也血上丙和門(mén)M嚴(yán)J 7上丁仃.宀年二加殆 此時(shí)t嚴(yán)壯M申中【t*= %鬥sH 7-Jt 施K：什亍8/2lx盯tx 二 UU1 MW)(L- ?l廠1丄-j- 皺町-#f右 應(yīng)莎時(shí)廠底第二組數(shù)據(jù),冊(cè)可b 1列 n&32 丁M呢M i! 111唯4?09o1理癱L5)?4牡知82 &衛(wèi)7詁根據(jù)數(shù)據(jù)繪制階躍曲線：利用切線法計(jì)算傳遞函數(shù)，二-32吻二0血（衫二GAQ.n上怡升1 利用兩點(diǎn)法計(jì)算傳遞函數(shù)忌P彳躍咆泡曲餞上耳入二6紓牛小二們匕嗖

5、X力5?巳&姚，丸 .卜電于匕二痂號(hào) 罠 fJg識(shí)巧產(chǎn)人4帀7玄仏處加5此時(shí)七1二？5f T -2C1-I J 鄉(xiāng) f 丁3 ?口 S.，工二2論仏t.ICj鬪m/%一仔B.o，js一，件扁丁 E第三組數(shù)據(jù)_ _ t Jd_2i M 尹 一宴L: 3軌n加4-r釘生坍j3ipi2n專(zhuān)*知.狎.上Q.令D廠九.0 ；九IJ；.iC-5 6Jjz?1S7r丄1 ( 7J1*J-J-繪制曲線：?-和；jg 莎* 傘六、實(shí)驗(yàn)心得本次實(shí)驗(yàn)是過(guò)程控制這門(mén)課的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在老師的講解下，我們的實(shí)驗(yàn)上 手很快，并很快取得了頭一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)， 有了第一個(gè)的經(jīng)驗(yàn)，我們之后的實(shí)驗(yàn)進(jìn) 行的很順利，但是在數(shù)據(jù)處理時(shí)發(fā)現(xiàn)，

6、并不是每一個(gè)曲線都是理想的二階系統(tǒng), 自己在思考后，也給出的相應(yīng)的解釋?zhuān)€請(qǐng)老師指點(diǎn)，有了實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷，我們更 好的理解了雙榮水箱的特性，理論結(jié)合實(shí)踐，對(duì)我們的學(xué)習(xí)給予了很大的幫助。思考題1、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)法測(cè)定雙容水箱動(dòng)特性的過(guò)程。答：本系統(tǒng)由電動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為控制量，水箱的液位 H1和H2乍為被控量。水箱 里液位的變化，由壓力傳感器經(jīng)過(guò)I/O接口的A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入計(jì)算機(jī)端口。計(jì)算機(jī)通過(guò)改變調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度向水箱加水來(lái)控制水箱的液位高度。最終達(dá)到 穩(wěn)定后，通過(guò)對(duì)其響應(yīng)曲線的研究，最終得到雙容水箱的動(dòng)態(tài)特性。2、雙容水箱對(duì)象特性與單容水箱對(duì)象特性有什么區(qū)別?答：本次試驗(yàn)是通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥改變上水箱的流入量，來(lái)觀測(cè)下水箱的液位變化，當(dāng)給上水箱一個(gè)階躍增量（減量）時(shí)，根據(jù)繪出曲線，可以看出