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. TkJ-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1.1单容水箱特性测试结构图
由图1.1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-Q20=0 （1） 单容水箱为下水箱时该阀为QV-105
单容水箱为下水箱时该阀为出水口闸板QV-116
2 动态时，则有
Q1-Q2=dtdV （2）
式中V为水箱的贮水容积，dtdV为水贮存量的变化率，它与H的关系为
AdhdV，即dtdV= Adtdh （3）
A为水箱的底面积。把式（3）代入式（2）得
Q1-Q2=A dtdh （4）
基于Q2=SRh，RS为阀V2的液阻，则上式可改写为
Q1-SRh= A dtdh
即
ARSdtdh+h=KQ1
或写作
)()(1sQsH=1TSK （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。
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过程控制工程
课后习题答案
第一章
1-1
自动控制系统由被控对象、测量变送器、执行器（控制阀）和控制器组成。
被控对象 是指被控制的生产设备或装置。
测量变送器 用于测量被控变量，并按一定的规律将其转换为标准信号作为输出。
执行器 常用的是控制阀，接受来自控制器的命令信号，用于自动改变控制阀的开度。
控制器 它将被控变量的测量值与设定值进行比较，得出偏差信号 e(t)，并按一定规律
给出控制信号 u（t）
1-2
1）直接数字控制 它的特点：计算灵活，它不仅能实现典型的 PID 控制规律，还可以
分时处理多个控制回路。
2）集中型计算机控制系统 它的特点：可以实现解耦控制、联锁控制等各种更复杂的控
制功能；信息集中，便于实现操作管理与优化生产；灵活性大，控制回路的增减、控制方案
的改变可由软件来方便实现；人机交互好，操作方便
3）集散控制系统 它的特点：同时适应管理与控制两方面的需要：一方面使用若干个控
制器完成系统的控制任务，每个控制器实现一定的控制目标，可以独立完成数据采集、信号
处理、算法实现与控制输出等功能；另一方面，强调管理的集中性。 1-3
P sp PC
51
P m
PT
51
K v2
P2
u
P1
P：被控变量
储罐：被控对象
U：控制变量
进气流量：操纵变量
P1，P2，出气流量：扰动变量
被控变量：被控对象需要维持在其理想值的工艺变量，也是测量变松的输入。
⾃动控制原理第⼆章复习总结（第⼆版）
第⼆章 过程装备控制基础
本章内容：简单过程控制系统的设计
复杂控制系统的结构、特点及应⽤。
第⼀节 被控对象的特性
⼀、被控对象的数学描述
（⼀） 单容液位对象1．有⾃衡特性的单容对象
2．⽆⾃衡特性的单容对象
（⼆） 双容液位对象1．典型结构：双容⽔槽如图2-5所⽰。
图2-5 双容液位对象 图2-6 ⼆阶对象特性曲线2．平衡关系：⽔槽1的动态平衡关系为：
3．⼆阶被控对象：
1222122221)(Q K h dt dh T T dt h d T T ?=+++
式（2-18）就是描述图2-5所⽰双容⽔槽被控对象的⼆阶微分⽅程式。称⼆阶被控对象。
⼆、被控对象的特性参数
（⼀）放⼤系数K（⼜称静态增益）
（⼆）时间常数T
（三）滞后时间τ
（1）．传递滞后τ0（或纯滞后）：
（2）．容量滞后τc可知τ=τ0+τ
c
。
三、对象特性的实验测定
对象特性的求取⽅法通常有两种：1．数学⽅法
2．实验测定法
（⼀）响应曲线法：
（⼆）脉冲响应法
第⼆节单回路控制系统定义：（⼜称简单控制系统），是指由⼀个被控对象、⼀个检测元件及变送器、⼀个调节器和⼀个执⾏器所构成的闭合系统。
⼀、单回路控制系统的设计
设计步骤：1．了解被控对象
2．了解被控对象的动静态特性及⼯艺过程、设备等
3．确定控制⽅案
4．整定调节器的参数
（⼀）被控变量的选择
（⼆）操纵变量的选择
（三）检测变送环节的影响
（四）执⾏器的影响
⼆、调节器的调节规律1．概念调节器的输出信号随输⼊信号变化的规律。
2．类型位式、⽐例、积分、微分。
（⼀）位式调节规律1．双位调节
2．具有中间区的双位调节
3．其他 三位或更多位的调节。
（⼆）⽐例调节规律（P ）1．⽐例放⼤倍数（K ）
2．⽐例度δ
3．⽐例度对过渡过程的影响（如图2-24所⽰）
4．调节作⽤
⽐例调节能较为迅速地克服⼲扰的影响，使系统很快地稳定下来。通常适⽤于⼲扰少扰动幅度⼩、符合变化不⼤、滞后较⼩或者控制精度要求不⾼的场合。
详细解答
考试试卷
1. [单选题](4分)
混凝土坍落度检验的取样频率应与（ ）相同。
A: 强度检验
B: 进场车次
C: 工作班次
正确答案：A
你的解答：A
来源
第四章电力建设工程结构工程质量控制
解析
考点
质量控制（第四章） > 二、电力建设工程质量控制 > 知识关键点：
2. [单选题](4分)
外加剂质量主要控制项目应包括掺外加剂混凝土性能和（ ）两方面。
A: 外加剂防腐性 B: 外加剂和易性
C: 外加剂匀质性
正确答案：C
你的解答：C
来源
第四章电力建设工程结构工程质量控制
解析
考点
质量控制（第四章） > 二、电力建设工程质量控制 > 知识关键点：
3. [单选题](4分)
混凝土结构尺寸偏差在同一检验批内，对梁、柱和独立基础，应抽查构件数量的（ ），且不应少于（
）。
A: 10% 3件
B: 5% 3件
C: 1% 2件
正确答案：A
你的解答：A
来源
第四章电力建设工程结构工程质量控制
解析
考点
质量控制（第四章） > 二、电力建设工程质量控制 > 知识关键点：
4. [单选题](4分)
焊接检验按要求分为（ ）和监检两类。
A: 自检
B: 互检
C: 委外检
正确答案：A
你的解答：A
来源
第四章电力建设工程结构工程质量控制
解析
考点
质量控制（第四章） > 二、电力建设工程质量控制 > 知识关键点：
5. [单选题](4分)
经验收合格的紧固件接节点与拼接接头应经（
）处理。
A: 防腐
B: 喷砂
C: 防火和防腐
正确答案：C
你的解答：B
来源
第四章电力建设工程结构工程质量控制
解析 考点
质量控制（第四章） > 二、电力建设工程质量控制 > 知识关键点：
