过程控制系统设计.doc

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1、“过程控制系统设计”实物实验报告实验名称：双容水箱对象特性实验姓名：王宇田学号：20081504班级：2008032指导老师：孙宇贞同组人：成乐实验时间：2011年4月12日一、实验目的1、了解双容对象的动态特性及其数学模型2、熟悉双容对象动态特性的实验测定法原理3、掌握双容水箱特性的测定方法二、实验设计阀门V14开度40%#4水箱4液位#2水箱2液位阀门V42开度80%阀门V20开度80%AI3AI1通道4通道2水槽通道10水泵三、实验步骤1、进入实验运行四水箱DDC实验系统软件，进入首页界面，单击"实物模型"单选框，选择实验模式为实物模型；单击实验菜单，进入双

2、容水箱特性测试实验界面。2、选择执行机构在实验系统中有两个执行机构，分别由控制量"U1"和"U2"控制。这两个控制量的范围为0～100，可以自行选择一个作为控制量。我们选择"U1"作为控制量。3、选择双容对象实验系统有四个水箱：水箱1、水箱2、水箱3和水箱4，它们对应的液位分别用H1、H2、H3和H4表示，其中水箱3和水箱1、水箱4和水箱2可以分别串接成两组双容水箱，我们选择水箱2和水箱4串接的双容水箱，对应待测液位变量为H1。4、组成控制回路我们期望构成的控制量为U1，被测量为H1的控制回路，为此根据连接图，我们需打开水箱2和4的进水阀，关闭其它进水阀。也可选择

3、其它的双容对象构成控制回路。5、选择工作点控制量"U1"控制执行机构，通过构造的控制回路，使被测的单容水箱的液位稳定在某个点。6、控制量阶跃变化当单容水箱的液位稳定在工作点时，让控制量作阶跃变化。7、实验记录实验软件提供了"实时趋势"和"历史趋势"两个功能窗体来记录实验数据（"实时趋势"只能查看一个小时之内的数据，超过一个小时就要借助"历史趋势"）。利用趋势窗体测绘的曲线，记录数据如下表所示：时间：控制量（％）：被测量（cm）:8、结果分析分析测绘的飞升曲线，并根据记录的数据，测定双容水箱的近似特性，并将对象的特性记录下来四、实验记录+6%扰动右上3水箱时间：06

4、0120180240300360控制量（％）：35%35%35%35%35%35%35%被测量（cm）:7.88.89.810.611.211.612.0时间：420480540600660720780控制量（％）：35%35%35%35%35%35%35%被测量（cm）:12.312.512.512.612.612.612.8+6%扰动右下1水箱时间：060120180240300360控制量（％）：35%35%35%35%35%35%35%被测量（cm）:13.713.714.114.715.315.916.5时间：420480540600660720780控

5、制量（％）：35%35%35%35%35%35%35%被测量（cm）:17.017.518.018.418.719.119.4时间：8409009601020108011401200控制量（％）：35%35%35%35%35%35%35%被测量（cm）:19.519.819.920.020.120.320.3+5%扰动1号水箱时间：0120240360480600720控制量（％）：40%40%40%40%40%40%40%被测量（cm）:11.513.314.715.616.316.817.1时间：84096010801200132014401560控制量（％）

6、：40%40%40%40%40%40%40%被测量（cm）:17.417.617.717.817.817.817.8+5%扰动3号水箱时间：0120240360480600720控制量（％）：40%40%40%40%40%40%40%被测量（cm）:9.69.810.110.511.111.612.1时间：84096010801200132014401560控制量（％）：40%40%40%40%40%40%40%被测量（cm）:12.512.813.013.213.313.413.4处理后的波形图五、结果分析图1中可以看出波形在t=1140s时在20.3处趋于稳定

7、K=y(∞)/xo=13.4/5%=268由阶跃响应曲线确定一阶惯性加滞后环节的特性参数1作图法根据测量τ=-480T=16.5mm=410.1G(s)=1/180s(840s+1)e^480s图2中可以看出波形在t=1140s时在12.8处趋于稳定K=y(∞)/xo=12.8/6%=213.3由阶跃响应曲线确定一阶惯性加滞后环节的特性参数1作图法根据测量τ=-300T=16.5mm=206.2G(s)=1/120s(540s+1)e^300s六、思考题1.通过先设定一个合理的工作点，让系统稳定工作后，加适当的扰动，当系统再次稳定后观察液位变化的曲线，从而分析双容

8、水箱的动特