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过程控制实验(液位控制)

过程控制实验(液位控制)
过程控制实验(液位控制)

过程控制实验报告

实验二传感器、执行器实验

一、实验目的

了解传感器、执行器的工作原理,掌握它们在实际过程控制中的应用。

二、实验要求

编程实现系统液位、温度、流量等模拟量的数据采集以及比例阀开度的控制。

三、实验步骤

1、液位传感器的测试

水箱内按要求注入不同高度的纯净水,测量数据填表如下:

高度

250 mm 200 mm 150 mm 100 mm 50 mm 输出

万用表测量值(伏) 2.77 2.09 1.48 0.89 0.30

A/D 口测量值(伏) 2.87 2.19 1.41 0.83 0.36

机内转换高度(mm)221.5 175.4 112.9 66.8 28.9 相对误差(%)11.412.324.733.242.2 2、温度传感器的测试数据如下表:

温度计(度)15

传感器输出电压(伏)0.77

A/D口测量电压(伏)0.78

机内转换温度(度)15.6

相对误差(%)4

3、流量传感器的测试数据如下表:

脉冲数(个/秒)278 274 264 256 270 流量(l/min) 3.74 3.68 3.57 3.47 3.64 4、比例阀的控制实验数据如下表:

控制量(伏)0 2.5 5 7.5 10

测量值(伏)0.00 2.50 5.01 7.52 10.03 相对误差(%)000.20.270.3

四、思考题

1、用传感器测量过程变量的准确性如何?如果有误差,可以采取什么方法进行

修正?

答:用传感器测量过程变量中,液位测量的数值误差较大;流量传感器的测量值由于没有理论值相比较,所以不知道传感器的测量准确性如何;温度传感器 的测量结果与实际温度相差不大。用PCL-812PG 板卡的D/A 口向比例阀输出的控制电压值与实际测量的误差很小。

如果有误差,在后续中,我们人为的对误差进行补偿。分析高度传感器测量的结果,比实际液位高度低大约30cm 。

实验三 系统动态特性的测试

一、实验目的

学习单容对象动态特性的实验测定方法。 二、实验要求

通过实验的方法建立液位对象的过程数学模型。 三、实验步骤

利用液位对象的液位与输出流量的关系建立其模型 ⑴ 测试系统结构如图3-1所示。

进水

出水

图3-1 利用液位—输出流量关系建立模型的实验原理图

⑵ 原理

对于液位系统,根据动态物料平衡关系有

dt h

d A Q Q O i ?=?-? ①

式中: i Q —输入流量; O Q —输出流量; h —液位高度; A —水箱截面积;

i Q ?、O Q ?、h ?分别为偏离某一平衡状态0i Q 、0O Q 、0h 的增量。

FT 计算机

LT

在静态时,O i Q Q =,

0=?dt

h

d ,当i Q 变化时,h 、O Q 也将发生变化,由流体力学可知,流体在紊流情况下,h 与流量之间为非线性关系,为简化起

见,作线性化处理。近似认为O Q 与h 在工作点附近成正比,而与出水阀的阻力2R (称为液阻)成反比,即

2R h Q O ?=

? 或 0

2Q h R ??= ② 由①、②,消去中间变量O Q ,再求拉氏变换得 单容液位过程的传递函数为:

1

1)()()(22+=

+=??=

TS K

AS R R S Q S H S W i ③ ⑶ 关闭所有出水阀,向水箱内注水至260mm 左右,然后按图3-1将出水阀旋开至适当位置,测量给定液位高度所对应的流量值,填入下表。并根据式③求液位对象的模型。

h (mm)

120 160 200 240

O Q (l/min ) 2.67 2.84 3.05 3.28

)min/(9.173)05.328.3/()200240(2l mm R ?=--= )min/(5.190)84.205.3/()160200(2l mm R ?=--=

)min/(3.235)67.284.2/()120160(2l mm R ?=--=

)min/(2002l mm R ?=

其中水箱的截面积mm mm A 175190?=。

166********

)(+=

S S W 四、思考题

1、分析可能造成模型不准确的原因。

答:造成模型不准确的原因有可能有:液位传感器的准确度不高;流量传感 器

的准确度不高;为简化模型进行线性化处理带来的误差等。

实验四 液位单回路控制系统的设计及参数整定

一、实验目的

掌握过程计算机控制系统的单回路控制方式。 二、实验要求

设计单容水箱的液位单回路控制系统,实现液位的定值控制,并对系统进行参数整定。 三、实验内容

1、按照图4-1,在组合式实验装置上通过选择管路,构造液位单回路控制系统。

进水

出水

图 4-1 液位单回路控制系统原理图

2、画出液位单回路控制系统方框图。

3、根据液位对象的数学模型,选择系统的采样周期 =S T 0.5s

4、运用经验法确定数字调节器的参数

实验次数

调节器参数

性能指标

C K I T

D T

00σ S t 1 0.5 1 0.1 21 12m 2 1 1 0.1 16 8m40s 3 2 1 0.1 10 4m8s 4 2 2 0.1 15 5m 5 2 0.5 0.1 7.8 2m52s 6

2

0.5

0.5

7.3

4m20s

计算机

LI

M

液位调节器

流量阀

水箱

液位检测变送器

液位设定值

实际液位值

7 2 0.5 0.2

8.3

3m57s

对于选择调节器参数C K 、I T 和D T 值,对比上面多次实验结果,当C K =2,

I T =0.5,D T =0.1时,控制效果最佳。

对比1、2、3组实验数据,比例系数C K 越大,控制作用越强,抑制超调量,缩短调节时间。但是C K 过大,容易引起被控量的振荡,使闭环系统部稳定。

对比3、4、5组实验数据,发现随着积分时间常数I T 减小,积分控制作用有利于减小误差,减小超调量,缩短控制时间。但是积分时间常数I T 不宜过小,否则系统稳定性有所下降。

对比5、6、7组实验数据,没有明显看出积分控制作用对系统性能的影响。书本上说微分是按偏差的变化控制的,能够提高系统的稳定性,抑制超调。 四、思考题

1、在控制过程中遇到了哪些问题,你是如何解决的?为了提高控制效果,你在

控制算法上还采取了哪些措施?

答:在实验中,我们组的液位传感器的测量有较大误差,机内转换高度与实测值相差大约在30mm ,所以对液位传感器的测量值进行误差补偿。由于我们先前学习的是计算机语言室C++,本次编程用的是C 语言,我们实验过程中遇到一些编程语言方面的问题,在同学和老师的帮助下解决了。

为了提高控制效果,我们小组采用了增量式PID控制算法。可以适当减 小超调量,提高系统的稳定性,增量只与最近几采样值有关,容易获得较好的控制效果。另外,采用了过限削弱积分法,及当10)(>k u 时,10)(=k u ,当

0)(0)(=

过程控制系统实验报告材料(最新版)

实验一、单容水箱特性的测试 一、实验目的 1. 掌握单容水箱的阶跃响应的测试方法,并记录相应液位的响应曲线。 2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线,用相关的方法确定被测对象的特征参数T和传递函数。 二、实验设备 1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置 2. 计算机及相关软件 3. 万用电表一只 三、实验原理 图2-1单容水箱特性测试结构图由图2-1可知,对象的被控制量为水箱的液位H,控制量(输入量)是流入水箱中的流量Q1,手动阀V1和V2的开度都为定值,Q2为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系,在平衡状态时 Q1-Q2=0 (1)

动态时,则有 Q1-Q2=dv/dt (2) 式中 V 为水箱的贮水容积,dV/dt为水贮存量的变化率,它与 H 的关系为 dV=Adh ,即dV/dt=Adh/dt (3) A 为水箱的底面积。把式(3)代入式(2)得 Q1-Q2=Adh/dt (4) 基于Q2=h/RS,RS为阀V2的液阻,则上式可改写为 Q1-h/RS=Adh/dt 即 ARsdh/dt+h=KQ1 或写作 H(s)K/Q1(s)=K/(TS+1) (5) 式中T=ARs,它与水箱的底积A和V2的Rs有关:K=Rs。 式(5)就是单容水箱的传递函数。 对上式取拉氏反变换得 (6) 当t—>∞时,h(∞)=KR0 ,因而有K=h(∞)/R0=输出稳态值/阶跃输入当 t=T 时,则有 h(T)=KR0(1-e-1)=0.632KR0=0.632h(∞)

式(6)表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数,如图 2-2 所示。当由实验求得图2-2所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T。该时间常数 T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线,切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T,由响应曲线求得K和T后,就能求得单容水箱的传递函数。如果对象的阶跃响应曲线为图2-3,则在此曲线的拐点D处作一切线,它与时间轴交于B点,与响应稳态值的渐近线交于A点。图中OB即为对象的滞后时间τ,BC为对象的时间常数T,所得 的传递函数为: 四、实验内容与步骤 1.按图2-1接好实验线路,并把阀V1和V2开至某一开度,且使V1的开度大于V2的开度。 2.接通总电源和相关的仪表电源,并启动磁力驱动泵。

过程控制课程设计报告材料-贮槽液位控制系统设计

过程控制课程设计 设计题目:贮槽液位控制系统设计 学院:电气工程学院 专业:自动化 班级:091班 2012年6月4日

小组成员: 序号学号姓名设计分工 16 0902100138 姚航程总方案的确定及原理、控制参数的整定、 simulink仿真 17 0902100140 韦寿德测量变送器的选型、控制参数的整定、查阅 资料 18 0902100141 张印测量变送器的选型、控制参数的整定 19 0902100142 邓世杰调节阀的选型、水箱的建模 20 0902100147 杨奉志总方案的确定及原理、控制参数的整定、 simulink仿真 21 0902100148 钟昌帅simulink仿真、调节阀的选型 22 0902100149 李晓明控制器的选型、控制参数的整定、设计总结、 整理报告 23 0902100202 张凯强simulink仿真、水箱的建模、查阅资料 24 0902100203 农志兴调节阀的选型、水箱的建模 25 0902100204 袁剑波控制器的选型、查阅资料 26 0902100206 李季调节阀的选型、控制器的选型 27 0902100208 黄灵浩测量变送器的选型、水箱的建模、查阅资料 28 0902100209 谭雷调节阀的选型、水箱的建模 29 0902100213 吴高阳控制参数的整定、水箱的建模、查阅资料 30 0902100216 潘敏调节阀的选型、测量变送器的选型

目录 一、设计目的 (4) 二、设计任务及要求 (4) 三、工艺过程及要求 (5) 四、系统总体方案的选择及说明 (6) 五、系统结构框图与工作原理 (7) 1.系统结构框图 (7) 2.工作原理 (8) 3.水箱建模 (8) 六、各单元软硬件 (10) 1.控制对象 (10) 2.控制器 (10) 3.调节阀 (11) 4.差压变送器 (12) 七、参数的整定及仿真结果 (13) 1.经验法(现场实验整定法) (13) 2.常见被控量的PID参数选择范围 (13) 3.控制器各校正环节的作用 (13) 4.仿真结果 (14) 八、分析总结 (16) 设备清单 (17) 参考文献 (18)

(完整版)液位检测与控制试验系统设计..

液位检测与控制试验系统设计 1.发展现状: 液位检测在许多控制领域已较为普遍,各种类型的液位检测装置也不少,按原理分有浮力式、压力式、超声波式、差压式、电容式等,这各种方法都根据其需要设计完成,其结构、量程和精度各有特色, 适用于各自的场合, 但都是基于固定液箱液位检测而设计。市面上也有现成的液位计,有投入式、浮球式、弹簧式等,绝大多数价格惊人。 “水是生命之源”,不仅人们生活以及工业生产经常涉及到各种液位和流量的控制问题,例如饮料、食品加工,居民生活用水的供应,溶液过滤,污水处理,化工生产等多种行业的生产加工过程,通常要使用蓄液池。蓄液池中的液位需要维持合适的高度,太满容易溢出造成浪费,过少则无法满足需求。因此,需要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量,使得蓄液池内液位保持正常水平,以保证产品的质量和生产效益。这些不同背景的实际问题都可以简化为某种水箱的液位控制问题。因此液位是工业控制过程中一个重要的参数。特别是在动态的状态下,采用适合的方法对液位进行检测、控制,能收到很好的生产效果。高老师也进行了多次的实验得出了一些相关的数据,水箱液位控制系统的设计应用非常长广泛,可以把一个复杂的液位控制系统简化成一个水箱液位控制系统来实现。所以就选择了该题目的设计。由于液位检测应用领域的不同,性能指标和技术要求也有差异,但适用有效的测量成为共同的发展趋势,随着电子技术及计算机技术的发展,液位检测的自动控制成为其今后的发展趋势,控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面,操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数,这样能有效地减少工人的疲劳和失误,提高生产过程的实时性、安全性。随着计算机控制技术应用的普及、可靠性的提高及价格的下降,液位检测的微机控制必将得到更加广泛的应用。 所以,我们在此设计了这个简易的监测系统,一方面,节省了大量的经济开支;另一方面,让我们对监测系统有了更加深刻、透彻的了解,不仅增加了我们的感性认识,还促进了我们对于系统各个部分的深刻剖析,从传感器选型到整个

实验报告格式-蓄水池水位控制

中国计量学院现代科技学院 实 验 报 告 实验课程: 计算机控制技术 实验名称: 蓄水池水位控制 班 级: 学 号: 姓 名: 实验日期: 一、实验目的 1. 通过对工程实例的模拟,了解bang-bang 控制器的工作原理 2. 一步熟悉PLC 的应用,以及bang-bang 控制器的实现方法。 3. 熟悉变频器多频段控制的PLC 编程方法。 二、实验内容 参考教材《现代运动控制系统工程》P32~P35页,基于bang-bang 控制器的工作原理,试设计蓄水池水位控制系统的电气控制原理图和逻辑代数方程组、PLC 程序控制图。 以S7-200西门子plc 作为控制器进行设计。在控制系统原理图中的2个空白点填入相应器件: 三、实验仪器和器材 1. 西门子S7-200 CPU224实验箱一台; 2. 通讯电缆、电源线一根; 3. PC 机及其STEP7-Micro/MIN32调试软件。 实验成绩: 指导教师签名: 给 定 水 位实际水位 用水干扰

四、 实验报告 1.补充绘制蓄水池水位控制系统电气原理图 2. 根据教材35页bang-bang 控制器输出信号控制规则表,设计逻辑代数方程组,说明控 制要点。具体要求如下。 (1) 基本内容:实现水位由SP1开始,依次实现SP1→SP2→SP3→SP4变化时的变频 器控制; (2) 选择内容:实现水位由SP4开始,依次实现SP4→SP3→SP2→SP1变化时的变频 器控制。 3. 编制输入输出端子表,设计控制系统PLC 程序,并进行联合调试,提交控制程序和调试 报告。具体要求如下。 (1) 基本内容:实现水位由SP1开始,依次实现SP1→SP2→SP3→SP4变化时的变频 器控制; (2) 选择内容1:实现水位由SP4开始,依次实现SP4→SP3→SP2→SP1变化时的变 频器控制。 (3) 选择内容2:实现由水位SP1,SP2,SP3或SP4任意一点开始,自如实现SP4 ←→SP3←→SP2←→SP1变化的变频器控制。 4. 分析实验过程中遇到的问题及解决办法,提出对本实验的改进建议及措施。 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I1.0 I1.1 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 图1 控制原理图

过程控制实验报告

过程控制实验 实验报告 班级:自动化1202 姓名:杨益伟 学号:120900321 2015年10月 信息科学与技术学院 实验一过程控制系统建模 作业题目一: 常见得工业过程动态特性得类型有哪几种?通常得模型都有哪些?在Simulink中建立相应模型,并求单位阶跃响应曲线、 答:常见得工业过程动态特性得类型有:无自平衡能力得单容对象特性、有自平衡能力得单容对象特性、有相互影响得多容对象得动态特性、无相互影响得多容对象得动态特性等。通常得模型有一阶惯性模型,二阶模型等、 单容过程模型 1、无自衡单容过程得阶跃响应实例 已知两个无自衡单容过程得模型分别为与,试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Simulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

2、自衡单容过程得阶跃响应实例 已知两个自衡单容过程得模型分别为与,试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Simulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

多容过程模型 3、有相互影响得多容过程得阶跃响应实例 已知有相互影响得多容过程得模型为,当参数, 时,试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线在Simulink中建立模型如图所示:得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

4、无相互影响得多容过程得阶跃响应实例 已知两个无相互影响得多容过程得模型为(多容有自衡能力得对象)与(多容无自衡能力得对象),试在Simulink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 在Simulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:

液位自动控制系统

控制类系统设计 ——液位自动控制系统 摘要 随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展,工业生产中传统的检测和控制技术发生了根本性的变化。液位作为化工等许多工业生产中的一个重要参数,其测量和控制效果直接影响到产品的质量,因此液位控制成为过程控制领域中的一个重要的研究方向。 液位控制是工业中常见的过程控制,它对生产的影响不容忽视。该系统利用了常见的芯片,设计并实现了液位控制系统的智能性及显示功能。电路组成简单,调试方便,性价比高,抗干扰性好等优点,能较好的实现水位监测与控制的功能。能够广泛的应用于工业场所。 液位控制有很多方法,如,非接触传感。只需要将传感器紧贴在非金属容器的外壁,就可以侦测到容器里面液位高度变化,从而及时准确地发出报警信号,有效防止液体外溢或防止机器干烧。由于不需要与液体接触且安装简便,避免了水垢的腐蚀,可取代传统的浮球传感和金属探针传感,延长寿命。而本设计是基于纯电路的设计,低成本且抗干扰性好。在本设计中较好的实现了水位监测与控制的功能。 液位控制系统是以液位为被控参数的系统,液位控制一般是指对某控制对象的液位进行控制调节,以达到所要求的液位进行调节,以达到所要求的控制精度。

1 概述 液位控制系统是以液位为被控参数的系统,是现代工业生产中的一类常见的、重要的控制过程。而传统的液位控制多采用单回路控制,并采用传统的指针式仪表来显示液位值,使液位控制的精度和显示的直观性受到限制,而随着生产线的更新及生产过程控制要求的提高,要求液位系统有高的控制性能。基于此,本系统就设计了一种电路简单,调试方便且性价比高的系统,来完成液位的自动调控。本系统主要由四部分组成:显示模块、振荡模块、传感器模块和声光报警模块,系统简单易行。 系统框图如下: 2 硬结构与功能 2.1 该设计的总体结构 该设计是一块集多种电子芯片于一体的多功能实验板,实现了液位系统的控制及显示。主要功能器件包括:电源部分的7808,定时部分的555定时器,数字分段的LM3914等。 电路原理图如下图所示:

水箱液位自动控制系统设计

目录 摘要 (1) 关键词 (1) 引言 (2) 1设计任务目的及要求 (2) 1.1 设计目的 (2) 1.2 设计要求 (2) 2系统元件的选择 (3) 2.1有自平衡能力的单容元件 (3) 2.2 无自平衡能力的单容元件 (4) 2.3单容对象的特性参数 (6) 3控制器参数的整定 (7) 3.1 参数的确定 (7) 3.2 电动机的数学模型 (9) 3.3 控制系统的数学模型 (10) 3.4 PID控制器的参数计算 (10) 4控制系统的校正 (11) 4.1 控制器的正反作用 (12) 4.2 串级控制系统 (12) 5系统的稳定性分析 (16) 5.1 系统的稳定性分析 (16)

5.2 控制系统的稳态误差 (17) 结束语 (19) 参考文献 (20) 致 (21)

水箱液位自动控制系统原理 摘要:水箱液位自动控制系统就是利用自身的水位变化进行调节和改变的系统,它自身具平衡能力,并由电动机带动下自动完成水位恢复的功能。水箱液位是由传感器检测水位变化并达到设定值时,水箱自己的阀门关闭,防止溢出,当检测液位低于设定值时,阀门打开,使液位上升,从而达到控制液位的目的。 关键词:有自平衡能力、无自平衡能力、电动机、单容对象、系统稳定 引言 液位自动控制是通过控制投料阀来控制液位的高低,当传感器检测到液位设定值时,阀门关闭,防止物料溢出;当检测液位低于设定值时,阀门打开,使液位上升,从而达到控制液位的目的。在制浆造纸工厂常见有两种方式的液位控制:常压容器和压力容器的液位控制,例如浆池和蒸汽闪蒸罐。液位自动控制系统由液位变送器(或差压变送器)、电动执行机构和液位自动控制器构成。根据用户需要也可采用控制泵启停或改变电机频率方式来进行液位控制。结构简单,安装方便,操作简便直观,可以长期连续稳定在无人监控状态下运行。 1 设计任务目的及要求 1.1 设计目的 通过课程设计,对自动控制原理的基本内容有进一步的了解,特别是水箱液位系统的设计。能把本学期学到的自动控制理论知识进行实践,操作。在提高动手能力的同时对常

单容水箱液位组态控制实验报告

4 单容水箱液位组态控制实验报告 学院:自动化学院 班级: 学号: 姓名:

单容水箱液位组态 一.实验目的: 1.熟悉单容水箱液位调节阀PID 控制系统工作原理 2.熟悉单用户项目组态过程 3.掌握WINCC 画面组态设计方法 4.掌握WINCC 过程值归档的组态过程 5.掌握WINCC 消息系统的组态过程 6.掌握WINCC 报表系统的组态过程 二:单容水箱实验原理 1、实验结构介绍 水流入量Qi 由调节阀u 控制,流出量Qo 则由用户通过闸板开度来改变。被调量为水位H 。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。 直接在调节阀上加定值电流,从而使得调节阀具有固定的开度。(可以通过智能调节仪手动给定,或者AO 模块直接输出电流。) 调整水箱出口到一定的开度。 突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化,从而可以获得液位数学模型。 通过物料平衡推导出的公式: μμk Q H k Q i O ==, 那么 )(1H k k F dt dH -=μμ, 其中,F 是水槽横截面积。在一定液位下,考虑稳态起算点,公式可以转换成μμR k H dt dH RC =+。 公式等价于一个RC 电路的响应函数,C=F 就是水容,k H R 0 2=就是水阻。 给定值 图4-1单容水箱液位数学模型的测定实验

如果通过对纯延迟惯性系统进行分析,则单容水箱液位数学模型可以使用以下S 函数表示: )1()(0+=TS S KR S G 。 相关理论计算可以参考清华大学出版社1993年出版的《过程控制》,金以慧编著。 2、控制系统接线表 测量或控制量 测量或控制量标号 使用PLC 端口 使用ADAM 端口 下水箱液位 LT103 AI0 AI0 调节阀 FV101 AO0 AO0 3参考结果 单容水箱水位阶跃响应曲线,如图4-2所示: 图4-2 单容水箱液位飞升特性 此时液位测量高度184.5 mm ,实际高度184.5 mm -3.5 mm =181 mm 。实际开口面积5.5x49.5=272.25 mm2。此时负载阀开度系数: s m x H Q k /1068.6/5.24max -==。 水槽横截面积:0.206m2。 那么得到非线性微分方程为(标准量纲):: H H dt dH 24003.000138.0206.0/)668000.0000284.0(/-=-=

计算机过程控制实验报告

计算机过程控制实验报告

实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验 1、试验方案: 水流入量Qi 由调节阀u 控制,流出量Qo 则由用户通过负载阀R 来改变。被调量为水位H 。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。 直接在调节阀上加定值电流,从而使得调节阀具有固定的开度。(可以通过智能调节仪手动给定,或者AO 模块直接输出电流。) 调整水箱出口到一定的开度。 突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化,从而可以获得液位数学模型。 通过物料平衡推导出的公式: μμk Q H k Q i O ==, 那么 )(1 H k k F dt dH -=μμ, 其中,F 是水槽横截面积。在一定液位下,考虑稳态起算点,公式可以转换成 μμR k H dt dH RC =+。 公式等价于一个RC 电路的响应函数,C=F 就是水容,k H R 0 2= 就是水阻。 如果通过对纯延迟惯性系统进行分析,则单容水箱液位数学模型可以使用以下S 函数表示: ) 1()(0 += TS S KR S G 。 相关理论计算可以参考清华大学出版社1993年出版的《过程控制》,金以慧编著。 2、实验步骤: 1) 在现场系统A3000-FS 上,将手动调节阀JV201、JV206完全打开,使下水箱闸板具有 一定开度,其余阀门关闭。 2) 在控制系统A3000-CS 上,将下水箱液位(LT103)连到内给定调节仪输入端,调节仪 输出端连到电动调节阀(FV101)控制信号端。 3) 打开A3000-CS 电源,调节阀通电。打开A3000-FS 电源。 4) 在A3000-FS 上,启动右边水泵(即P102),给下水箱(V104)注水。 给定值 图1 单容水箱液位数学模型的测定实验

液位自动控制系统设计及调试

等级: 课程设计 2016年6月17日

电气信息学院 课程设计任务书 课题名称液位自动控制系统设计与调试 姓名专业班级学号 指导老师沈细群 课程设计时间2016年6月6日~2016年6月17日(第15~16周) 教研室意见同意开题。审核人:汪超林国汉 一.课程设计的性质与目的 本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节,是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题,建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练,获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。 二. 课程设计的内容 1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求,确定控制方案。 2.绘制水箱液位系统的PLC I/O接线图和梯形图,写出指令程序清单。 3.选择电器元件,列出电器元件明细表。 4.上机调试程序。 5.编写设计说明书。 三. 课程设计的要求 1.所选控制方案应合理,所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求,并且技术先进,安全可靠,操作方便。 2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728-84《电气图用图形符号》、GB6988-87《电气制图》和GB7159-87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 3.所编写的设计说明书应语句通顺,用词准确,层次清楚,条理分明,重点突出,篇幅不少于7000字。

四.进度安排 1.第一周星期一:布置课程设计任务,讲解设计思路和要求,查阅设计资料。 2.第一周星期二~星期四:详细了解搬运机械手的基本组成结构、工艺过程和控制要求。确定控制方案。配置电器元件,选择PLC型号。绘制传送带A、B的拖动电机的控制线路原理图和搬运机械手控制系统的PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序,列出指令程序清单。 3.第一周星期五:上机调试程序。 4.第二周星期一:指导编写设计说明书。 5.第二周星期二~星期四:编写设计说明书。 6.第二周星期五:答辩。 附录:课题简介及控制要求 (1)课题简介 某化工厂水箱的排水量根据工业生产的需要而不断地变化,为了保持水箱压力恒定,就要保持水位恒定,因此就必须自动调整进水量。 本系统要求有手动和自动两种工作方式。手动控制方式用于水泵的调试,即当按下按钮时水泵运转,松开按钮时水泵停止,目的是为了调试水泵是否能正常工作;当系统切换为自动控制方式并启动后,控制系统自动调整水泵的进水量达到给定水位恒定。水位设定高限和低限,当水位超过设定的限位时要进行超限报警。 (2)控制要求 控制系统技术参数表

实验报告:单容液位定值控制系统实验报告

过程控制综合实验报告实验名称:单容液位定值控制系统 专业:电气工程 班级: 姓名: 学号:

实验方案 一、实验名称:单容液位定值控制系统 二、实验目的 1.了解单容液位定值控制系统的结构与组成。 2.掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。 3.研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。 4.了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。 5.掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 三、实验原理 本实验系统结构图和方框图如图1所示。被控量为中水箱的液位高度,实验要求中水箱的液位稳定在给定值。将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反馈信号,在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度,以达到控制中水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制,系统的调节器应为PI或PID控制(本次实验我组采用的是PI控制)。

(a)结构图 (b)方框图

一、实验目的 1.了解单容液位定值控制系统的结构与组成。 2.掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。 3.研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。 4.了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。 5.掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、实验设备 1.实验控制水箱; 2.实验对象及控制屏、计算机一台、SA-44挂件一个、PC/PPI通讯电缆一根; 3.三相电源输出(~380V/10A)、单相电源输出(~220V/5A)中单相I、单相II端口、三相磁力泵(~380V)、压力变送器LT2、电动调节阀中控制信号(4~20mA 输入,~220V输入)、S7-200PLC 中AO端口、AI2端口。 三、实验原理 本实验系统结构图和方框图如图1所示。被控量为中水箱的液位高度,实验要求中水箱的液位稳定在给定值。将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反馈信号,在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度,以达到控制中水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制,系统的调节器应为PI或PID控制。

过程控制实验报告

东南大学自动化学院 实验报告 课程名称:过程控制实验 实验名称:水箱液位控制系统 院(系):自动化专业:自动化姓名:学号: 实验室:实验组别: 同组人员: 实验时间: 评定成绩:审阅教师:

目录 一、系统概论 (3) 二、对象的认识 (4) 三、执行机构 (14) 四、单回路调节系统 (15) 五、串级调节系统Ⅰ (18) 六、串级调节系统Ⅱ (19) 七、前馈控制 (21) 八、软件平台的开发 (21)

一、系统概论 1.1实验设备 图1.1 实验设备正面图图1.2 实验设备背面图 本实验设备包含水箱、加热器、变频器、泵、电动阀、电磁阀、进水阀、出水阀、增压器、流量计、压力传感器、温度传感器、操作面板等。 1.1.2 铭牌 ·加热控制器: 功率1500w,电源220V(单相输入) ·泵: Q40-150L/min,H2.5-7m,Hmax2.5m,380V,VL450V, IP44,50Hz,2550rpm,1.1kw,HP1.5,In2.8A,ICL B ·全自动微型家用增压器: 型号15WZ-10,单相电容运转马达 最高扬程10m,最大流量20L/min,级数2,转速2800rmp,电压220V, 电流0.36A,频率50Hz,电容3.5μF,功率80w,绝缘等级 E ·LWY-C型涡轮流量计: 口径4-200mm,介质温度-20—+100℃,环境温度-20—+45℃,供电电源+24V, 标准信号输出4-20mA,负载0-750Ω,精确度±0.5%Fs ±1.0%Fs,外壳防护等级 IP65 ·压力传感器 YMC303P-1-A-3 RANGE 0-6kPa,OUT 4-20mADC,SUPPLY 24VDC,IP67,RED SUP+,BLUE OUT+/V- ·SBWZ温度传感器 PT100 量程0-100℃,精度0.5%Fs,输出4-20mADC,电源24VDC

储罐液位控制系统程序

储罐液位控制系统 ——计算机控制技术课程设计 ①核心:单片机89s52 ②片外扩展:8KB RAM存储器6264,I/O口扩展8155 ③转换器:ADC0809,DAC0832 ④锁存器等:74HC373,74H377,74HC245和3-8译码器74HC138 ⑤输入/输出部件:6个LED,4个按键 89S52的RD及PSEN用与门接在一起后送入6264的OE端,使得

6264既可以作为数据存储器,也可以作为程序存储器。 ①液位信号(电压值)从ADC0809的IN0引脚输入,A/D 转换后存储。 ②液位给定值由键盘设定,与液位信号比较得出偏差值。若超限,则报警,LED4现实P,同时以P1.0驱动报警器,以P1.1驱动蜂鸣器。 ③按达林算法计算控制器的输出值。 ④输出值经D/A 转换得到模拟电压值并输出。 ⑤液位信号的电压值经标度转换后,变为液位值存储,送LED 显示。 6

个LED显示如图a所示。LED5显示H或L,LED4为超限指示,LED3~LED0显示液位值,LED1数码管加小数点,显示围为000.0~999.9。 显示器与键盘设置 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1 LED0 H 1 9 9. 5 ⑥键盘设定液位的高低报警限。采用4键方式,4个按键的功能如图b所示。显示与键盘循环扫描,无键按下时,LED显示实时液位,右键按下时,进入液位报警限的修改。先按选择键方可进入修改,先按其他3个键无效。进入修改状态后,待修改的显示位LED5闪动,按+或-键可循环选择H或L,同时后4位LED显示对应的液位值。按确认件后调到下一个待修改的显示为LED3并闪动,按+或-键循环修改0~9数字,再按确认键调到下一位置,如此进行,知道4个数字修改完毕后退出修改状态。在修改状态时,若不按确认键,则8秒后退出修改状态。从视觉舒适的角度考虑,数字应为每0.4秒闪动一次。 显示器与键盘设计 选择+ - 确定 ①数据采集:A/D转换,采样周期为10s。

(完整版)《电力拖动自动控制系统》毕业课程设计变频液位自动控制

扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计 题目:变频液位自动控制系统 课程:电力拖动自动控制系统 专业:电气工程及其自动化 班级:电气 学号: 姓名: 指导教师: 完成日期:

第一部分 任 务 书

电力拖动自动控制系统课程设计任务书 一、课程设计的目的 通过电力拖动自动控制系统的设计、了解一般交直流调速系统设计过程及设计要求,并巩固交直流调速系统课程的所学内容,初步具备设计电力拖动自动控制系统的能力。为今后从事技术工作打下必要的基础。 二、课程设计的要求 1、熟悉交直流调速系统设计的一般设计原则,设计内容以及设计程序的要求。 2、掌握控制系统设计制图的基本规范,熟练掌握电气控制部分的新图标。 3、学会收集、分析、运用自动控制系统设计的有关资料和数据。 4、培养独立工作能力、创造能力及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。

三、课程设计的内容 完成某一给定课题任务,按给出的工艺要求、运用变频调速对系统进行控制。 四、进度安排:共1.5周 本课程设计时间共1.5周,进度安排如下: 1、设计准备,熟悉有关设计规范,熟悉课题设计要求及内容。(1.5天) 2、分析控制要求、控制原理设计控制方案(1.5天) 3、绘制控制原理图、控制流程图、端子接线图。(2天) 4、编制程序、梯形图设计、程序调试说明。(1.5天) 5、整理图纸、写课程设计报告。(1.5天) 五、课程设计报告内容 完成下列课题的课程设计及报告(课题工艺要求由课程设计任务书提供) 1、退火炉温度控制系统 2、变频液位自动控制系统设计 3、变频流量自动控制系统设计 4、变频供水系统设计 5、变频调速恒张力控制系统设计 6、变频器在温度控制系统中的应用 7、线缆设备恒张力变频器控制设计 六、参考书 1、陈伯时主编电力拖动自动控制系统(第二版) 机械工业出版社1992 2、陈伯时, 陈敏逊交流调速系统机械工业出版社1998

双容水箱液位串级控制系统DCS实训报告毕业论文

DCS实训报告双容水箱液位串级控制系统

一、实训目的 (1)、熟悉集散控制系统(DCS)的组成。 (2)、掌握MACS组态软件的使用方法。 (3)、培养灵活组态的能力。 (4)、掌握系统组态与装置调试的技能。 二、实训内容及要求 以THSA-1型生产过程自动化技术综合实训装置为工业对象。完成中水箱和下水箱串级液位控制系统的组态。 要求:设计液位串级控制系统,并用MACS组态软件完成组态。 包括:(1)、数据库组态。 (2)、设备组态。 (3)、算法组态。 (4)、画面组态。 (5)、在实验装置上进行系统调试。 三、工程分析 THSA-1型生产过程自动化技术综合实训装置中水箱和下水箱串级液位控制系统需要2个输入测量信号,1个输出控制信号。 因此,该系统包括: (1)、该系统有2个AI点LT1、LT2,1个AO点LV1。 (2)、该系统需要1个模拟量输入模块FM148用于采集中水箱液位信号LT1和下水箱液位信号LT2;1个模拟量输出模块

FM151用于控制电动控制阀的开度LV1。并且FM148的设备号为2号,FM151的设备号为3号。 (3)、LT1按2号设备的第1通道,LT2按2号设备的第2通道。LV1按3号设备的第1通道。 (4)、系统配备1个现场控制站10站,1台服务器兼操作员站。 四、实训步骤 1、工程的建立 (1)、打开:开始macsv组态软件数据库总控。(2)、选择工程/新建工程,新建工程并输入工程名;Demo。(3)、点击“确定”按钮,然后在空白处选择“demo”工程。工程信息如下图所示: (4)、选择“编辑>域组号组态”,选择组号为1,将刚创建的工程“demo”从“未分组的域”移到右边“改组所包含的域”里,点击“确认”按钮。然后,在数据库总控组态软件窗口会出现当前工程名、当前域号、该域分组号、系统总点数。 (5)、数据库组态。

过程控制系统实验报告

《过程控制系统实验报告》 院-系: 专业: 年级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 2015 年6 月

过程控制系统实验报告 部门:工学院电气工程实验教学中心实验日期:年月日 姓名学号班级成绩 实验名称实验一单容水箱液位定值控制实验学时 课程名称过程控制系统实验及课程设计教材过程控制系统 一、实验仪器与设备 A3000现场系统,任何一个控制系统,万用表 二、实验要求 1、使用比例控制进行单溶液位进行控制,要求能够得到稳定曲线,以及震荡曲线。 2、使用比例积分控制进行流量控制,能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数,进行 比较。 3、使用比例积分微分控制进行流量控制,要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数,进行比较。 三、实验原理 (1)控制系统结构 单容水箱液位定值(随动)控制实验,定性分析P, PI,PD控制器特性。 水流入量Qi由调节阀u控制,流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为水位H。使用P,PI , PID控制,看控制效果,进行比较。 控制策略使用PI、PD、PID调节。 (2)控制系统接线表 使用ADAM端口测量或控制量测量或控制量标号使用PLC端 口 锅炉液位LT101 AI0 AI0 调节阀FV101 AO0 AO0 四、实验内容与步骤 1、编写控制器算法程序,下装调试;编写测试组态工程,连接控制器,进行联合调试。这些步骤不详细介绍。

2、在现场系统上,打开手阀QV-115、QV-106,电磁阀XV101(直接加24V到DOCOM,GND到XV102控制端),调节QV-116闸板开度(可以稍微大一些),其余阀门关闭。 3、在控制系统上,将液位变送器LT-103输出连接到AI0,AO0输出连到变频器U-101控制端上。 注意:具体哪个通道连接指定的传感器和执行器依赖于控制器编程。对于全连好线的系统,例如DCS,则必须安装已经接线的通道来编程。 4、打开设备电源。包括变频器电源,设置变频器4-20mA的工作模式,变频器直接驱动水泵P101。 5、连接好控制系统和监控计算机之间的通讯电缆,启动控制系统。 6、启动计算机,启动组态软件,进入测试项目界面。启动调节器,设置各项参数,将调节器的手动控制切换到自动控制。 7、设置PID控制器参数,可以使用各种经验法来整定参数。这里不限制使用的方法。 五、实验结果记录及处理 六、实验心得体会: 比例控制特性:能较快克服扰动的影响,使系统稳定下来,但有余差。 比例积分特性:能消除余差,它能适用于控制通道时滞较小、负荷变化不大、被控量不允许由余差的场合。 比例微分特性:对于改善系统的动态性能指标,有显著的效果。

液位控制系统——过程控制课程设计

过程控制课程设计——液位控制系统综合设计 目录 目录 0 1.引言 (1) 2.系统工作原理 (1) 3. 硬件设计部分 (2) 3.1控制回路硬件图 (2) 3.2系统硬件设计 (3) 3.3控制系统的结构组成 (3) 3.4 设备连接 (4) 4.PID控制器程序设计 (4) 4.1 PID原理如下 (4) 4.2 A/D、D/A转换控制环节 (5) 4.3 PID控制程序 (5) 5.设计总结及心得体会 (7) 参考文献 (8)

1.引言 液位控制是工业中常见的过程控制,它对生产的影响不容忽视。单容液位控制系统具有非线性,滞后,耦合等特征,能够很好的模拟工业过程特征。对于液位控制系统,常规的PID控制采用固定的参数,难以保证控制适应系统的参数变化和工作条件变化,得不到理想效果,模糊控制具有对参数变化不敏感和鲁棒性强等特征,但控制精度不太理想。如果将模糊控制和传统的PID控制两者结合,用模糊控制理论来整定PID控制器的比例,积分,微分系统,就能更好的适应控制系统的参数变化和工作条件的变化。 本课程设计所控制的是单容下水箱液位,根据控制系统要求,设计采用过程控制器件液位变送器、电动调节阀以及可编程逻辑控制器组成单回路闭环控制系统。从而熟悉PID算法在过程控制中的应用和闭环回路调节系统的设计方法。 2.系统工作原理 整个液位控制系统采用典型的反馈式闭环控制,液位控制系统原理图如图2.1所示: 图2.1 液位控制系统原理图 图2.1为单回路上水箱液位控制系统,单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定,而调节器只接受一个测量信号,其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的恒定参数是液位的给定高度,即控制的任务是控制上水箱液位等于给定值所要求的高度。根据控制框图,这是一个闭环反馈单回路液位控制,采用工业智能仪表控制。当调节方案确定之后,接下来就是整定调节器的参数,一个单回路系统设计安装就绪之后,控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数,可以带来满意的控制效果。反之,控制器参数选择得不合适,则会使控制质量变坏,达不到预期效果。因此,当一个单回路系统组成好以后,如何整定好控制器参数是一个很重要的实际问题。一个控制系统设计好以后,系统的投运和参数整定是十分重要的工作。 一般言之,用比例(P)调节器的系统是一个有差系统,比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小,而且也与系统的动态性能密切相关。比例积分(PI)调节器,由于积分的作用,不仅能实现系统无余差,而且只要参数δ,Ti调节合理,也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分(PID)调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用,从而使系统既无余差存在,又能改善系统的动态性能(快速性、稳定性等)。在单位阶跃作用下,P、PI、PID 调节系统的阶跃响应分别如图3-2中的曲线①、②、③所示。

(完整版)水位控制系统设计

课题名称:水箱水位控制系统设计专业:电气工程及其自动化学号: 姓名:

水箱水位控制系统设计 摘要 本设计主要基于单片机的硬件电路设计,实现一种能够实现水位自动控制、具有自动保护、自动声光报警功能的控制系统。本控制系统由A/D转换部分、单片机控制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机控制部分等构成。同时对各个部分进行了详细的论述。在设计中对水塔水位控制原理进行分析,选用AT89C51单片机作为控制水塔水位的处理芯片,由AT89C51的P1口直接来控制.设计方案采用模块化程序设计方法,结合程序流程图,编写程序代码,最后利用KEIL公司的u Vision3软件及伟福仿真软件进行仿真实验,达到单片机自动控制水塔水位变化的目的. 关键词:单片机,水塔水位控制原理,AT89C51,伟福仿真软件

目录 前言 (1) 第1章设计内容 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 方案设计 (2) 第2章硬件电路设计 (3) 2.1 系统框图设计 (3) 2.2 系统原理 (4) 第3章水塔水位控制系统的硬件电路设计 (5) 3.1 水位检测电路 (5) 3.2 水位显示电路 (5) 3.3电机控制电路 (6) 3.4振荡电路和复位电路 (7) 3.5声光报警电路 (7) 第4章软件程序设计 (8) 4.1 系统主程序流程图 (8) 4.2编写C程序 (9) 第5章硬件制作与调试 (10) 结论 (11) 附录 (12) 仿真总图 (12) 源代码 (13)

前言 水塔是在日常生活和工业应用中经常见到的蓄水装置,在我们的生活中起到了重要的作用,而水基于单片机的水塔水位控制系统使水塔水位自动保持在一定的位置,通过对其水位的控制对外供水,以满足需要。塔里面的水位控制是一个水塔发挥作用的关键。该系统使用水位传感器对水塔水位进行检测并将检测到的信号传给单片机来进行处理,通过调整定时器的定时时间来增大或者缩小占空比,并编写程序加以控制,从而实现电机的调速。最后,使用液晶屏显示当前水位状态以及电动机的转速。该系统通过了报警模块来实现了过低水位蜂鸣器鸣笛报警、过低警戒水位自动处理、正常水位蜂鸣器鸣笛报警以及正常水位处理。本系统适应在不同的用水场合下的用水速度需要,节省工作时间,提高了整体工作的效率,实现水塔水位的自动控制。 液位控制是工业控制中的一个重要问题,针对液位控制过程中存在大滞后、时变、非线性的特点,为适应复杂系统的控制要求,人们研制了种类繁多的先进的智能控制器,模糊PID控制器便是其中之一。模糊PID控制结合了PID控制算法和模糊控制方法的优点,可以在线实现PID参数的调整,使控制系统的响应速度快,过渡过程时间大大缩短,超调量减少,振荡次数少,具有较强的鲁棒性和稳定性,在模糊控制中扮演着十分重要的角色。

《过程控制系统》实验报告

《过程控制系统》实验报告 学院:电气学院 专业:自动化 班级:1505 姓名及学号:任杰311508070822 日期:2018.6.3

实验一、单容水箱特性测试 一、 实验目的 1. 掌握单容水箱阶跃响应测试方法,并记录相应液位的响应曲线。 2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线,用相关的方法确定被测对象的特征参数T 和传递函数。 二、 实验设备 1. THJ-FCS 型高级过程控制系统实验装置。 2. 计算机及相关软件。 3. 万用电表一只。 三、 实验原理 图1 单容水箱特性测试结构图 由图 2-1 可知,对象的被控制量为水箱的液位 h ,控制量(输入量)是流入水箱中的流量 Q 1,手动阀 V 1 和 V 2 的开度都为定值,Q 2 为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系,在平衡状态时02010=-Q Q (式2-1),动态时,则有dt dV Q Q = -21,(式2-2)式中 V 为水箱的贮水容积,dt dV 为水贮存量的变化率,它与 h 的关

系为Adh dV =,即dt dh A dt dV =(式2-3),A 为水箱的底面积。把式(2-3)代入式(2-2)得dt dh A Q Q =-21(式2-4)基于S R h Q =2,S R 为阀2V 的液阻,(式2-4)可改写为dt dh A R h Q S =-1,1KQ h dt dh AR S =+或()()1s 1+=Ts K s Q H (式2-5)式中s AR T =它与水箱的底面积A 和2V 的S R 有关,(式2-5)为单容水箱的传递函数。若令()S R S Q 01=,常数=0R ,则式2-5可表示为()T S KR S R K S R T S T K S H 11/000+-=?+= 对上式取拉氏反变换得()()T t e KR t h /01--=(式2-6),当∞→t 时()0KR h =∞,因而有()0/R h K ∞==输出稳态值/阶跃输入,当T t =时,()() ()∞==-=-h KR e KR T h 632.0632.01010,式2-6表示一阶惯性响应曲线是一单调上升的指数函数如下图2-2所示 当由实验求得图 2-2 所示的阶跃响应曲线后,该曲线上升到稳态值的 63%所对应的时间,就是水箱的时间常数 T 。该时间常数 T 也可以通过 坐标原点对响应曲线作切线,切线与稳态值交点所对应的时间就是 时间常数 T ,由响应曲线求得 K 和 T 后,就能求得单容水箱的传递函 数如式(2-5)所示。 如果对象的阶跃响应曲线为图 2-3,则在此曲线的拐点 D 处作一切线,它与时间轴交于 B 点,与响应稳态值的渐近线交于 A 点。图中OB 即为对象的滞后时间

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