实验四 单容水箱水位动态仿真设计

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1、实验四单容水箱水位动态仿真设计一、实验目的单容水箱是典型的控制对象，该实验包括对单容水箱水位控制机理分析，控制对象建模，控制系统编程等实验内容。通过对单容水箱水位的动态仿真实验，使学生能综合运用各种知识，学会分析控制对象的静态特性和动态特性及其实现的原理，增强学生对控制对象特性的理解。二、实验原理图7-1单容水箱示意图——水流入量，由调节阀开度μ来控——水流出量，由用户根据负载阀来改变——水位，被调量，反映了流入量和流出量之间的平衡关系设起始处为零值，即物料平衡方程：(7-1)其中(7-2)(7-3)：阀门特性系

2、数；：阀门R阻力，称为液阻；；水箱面积；得到对象的微分方程：(7-4)式(7-4)是写成标准形式(7-5)(7-6)(7-7)式中T——对象的惯性时间常数K——对象的放大系数在初始条件，阶跃输入时的解为(7-8)三、实验内容设计如图7-1的组态界面；采用Fortran语言设计仿真程序，包括控制子程序和水箱水位计算子程序和主调用程序；记录水箱水位动态变化数据曲线。四、实验要求进水部分由给水泵和进水阀组成，其中给水泵关闭时要求进水阀联动关闭；水箱水位达到一定值时，给水泵要能自动停止，同时出水阀自动打开；阀门特性系数取

3、值范围为1～5,的取值范围为0.5～2，的取值范围100～200m2五、实验步骤（1）在se2000平台新建源程序，包括主程序，控制程序，设计水箱水位特性程序，并编译调试通过；（2）扫描源程序，变量入库；（3）在se2000平台态设计如图7－1所示的组态界面，即虚拟盘台，同时配置各个组态所对应的变量；（4）生成新任务，配置源程序，选择远程所在路径，并选择启动函数，即主函数；（5）执行任务，并设置仿真时间为1倍速（6）启动给水泵，并开启进水阀，当水位达到一定值（程序中设定）时，给水泵关闭，出水阀开启；（7）观察水位

4、的变化情况，记录变化曲线；五、实验报告要求（1)记录实验设计方案（2）绘制实验仿真曲线（3）分析实验结果