雙容水箱特性的測試

1、第二節(jié)雙容水箱特性的測試-V實驗目的1.掌握單容水箱的階躍響應的測試方法，并記錄相應液位的響應曲線。2.根據(jù)實驗得到的液位階躍響應曲線，用相關的方法確定被測 對象的特征參數(shù)T和傳遞函數(shù)。二、實驗設備1.THJ-2型高級過程控制系統(tǒng)實驗裝置word文檔可編輯計算機、MCG工控組態(tài)軟件、RS232/485轉換器1只、串口萬用表1只 三、實驗原理3.節(jié)春 土平動出-iAVI+MVj由圖2T所示，被控對象由兩個水箱相串聯(lián)連接，由于有兩個貯水的容積，故稱其為雙容對象。被控制量是下水箱的液位，當輸入量有一階躍增量變化時，兩水箱的液位變化曲線如圖2-62所示。由圖2-2可見，上水箱液位的響應曲線為一單調的指

2、數(shù)函數(shù)(圖2-2 (a),而下水箱液位的響應曲線則呈S形狀(2-2(b)。顯然，多了一個水箱，液 位 響應就更加滯后。由S形曲線的拐點P處作一切線，它與時間軸的交點為A, 0A則表示了對象響應的滯后時間。至于雙容對象兩個慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)可按 下 述方法來確定。hl(»klU)hH»(3to)Ch2(-) 丹2()0町在圖2-3所示的階躍響應曲線上求取:(1)h2 (t) |t=t1 =0.4 h2應的時間廿:（乂）時曲線上的點B和對(2)h2 (t) |t=t1=0.8 h2 (應的時間t2 ;然乂）時曲線上的點C和對后，利用下面的近似公式計算式G (5) - (Q+i)

3、 n由上述兩式中解出T1和T2 ,于是求得雙容（二階）對象的傳遞函數(shù)為四、實驗內容與步驟1.接通總電源和相關儀表的電源接好實驗線路，打開手動閥，并使它們的開度滿足下列關系:3,輸出值W的開度V2的開度V3的開度把調節(jié)器設置于手動位置，按調節(jié)器的增/減，改變其手動（般為最大值的4070%不宜過大，以免水箱中水溢出）,使下水箱的液位處于某一平衡位置（一般為水箱的中間位置）。4.按調節(jié)器的增/減按鈕，突增/減調節(jié)器的手動輸出量，使下水箱的液位由原平衡狀態(tài)開始變化，經(jīng)過一定的調節(jié)時間后，液位h2進入另一個平衡狀態(tài)。5點擊實驗界面下邊的按鈕，可切換到實時曲線、歷史曲線和數(shù)據(jù)扌艮表6.根據(jù)實驗所得的曲線報

4、表和記錄的數(shù)據(jù)，按上述公式計算K直，再根據(jù)圖中的實驗曲線求得門、T2值。* fe s Ts±r - -WW60%上升峰值41id Um.寶 15-a23*4Nt 1n» £:it:£"苫lU 低3 j (OK IlOrtAl xt.護® Bv突變?yōu)?0%W? 'Ll - V a7把由計算機作用的實驗曲線進行分析處理，并把結果填表入下 表中:測量值參數(shù)值液位hKT1T2T正向輸入0. 0951125s289s0負向輸入0. 1779112s273s0平均值0, 1365118. 5s281s0五、思考題仁做本實驗時，為什么不能任

5、意改變兩個出水閥門開度的大小?答=出水閥的開度是改變出水量Q2的，改變水箱泄水的過程。在 此 實驗中是先將出水閥開至適當?shù)拈_度。之后在單容水箱在穩(wěn)定的過 程 中，此閥門是不能任意改變的，因為一改變就會對系統(tǒng)帶來干擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，不能正確反映實驗特性。只有當系統(tǒng)穩(wěn)定時，要研 究輸 出量對系統(tǒng)的穩(wěn)定特性影響時才改變出水閥。2.用響應曲線法確定對象的數(shù)學模型時，其精度與哪些因素有 關?答=應曲線可能與實驗工作電壓的波動，執(zhí)行器的不穩(wěn)定性，和 系統(tǒng)的控制參數(shù)比例度、積分時間、微分時間及測量值的波動都可能帶來 一定的誤差，造成精度下降，同時還跟壓力傳感器的精度，閥門開度，測 試軟件都有關系。3.如果采用上水箱和中水箱做實驗，其響應曲線與用中水箱和下 水箱做實驗的曲線有什么異同？試分析差異原因。答=若采用