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1、一、实验吕的1）、熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。2）、根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线,用相关的方法分别确定它们的参数。二、实验设备过程控制实验装置、万用表、上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根、实验连接线。单容水箱如图1-1所示:三，系统结构框图阶跃响应测试法是系统在开环运行条件亍,待系统稳定后,通过调节器或其他操作器,手动改变对象的输入信号（阶跃信号）,同时记录对象的输出数据或阶跃响应曲线。然后根据已给定对象模型的结构形式,对实验数据进行处理,确定模型中各參魏。图解法是确定模型参数的一种实用方
2、法。不同的模型结构，有不同的图解方法。单容水箱对象模型用一阶加时滞环节来近似描述时,常可用两点法直接求取对象参数。如图1-1所示,设水箱的进水量为Q”出水量为Q?,水箱的液面髙度为h,出水阀V2固定于某一开度值。根据物料动态平衡的关系,求得:在零初始条件下，对上式求拉氏变换，得:恥）=R?__KQ⑸R/C*S+1"T*S+1批注[lycl]:(1)式中,T为水箱的时间常数（注意：阀V?的开度大小会影响到水箱的时间常数）,丁叽弋,K二R?为单容对象的放大倍数,心心分别为8V?阀的液阻,C为水箱的容量系数。令输入流量Qi的阶跃变化量为其拉氏变换
3、式为Q⑸二R°/S,R。为常量,则输出液位高度的拉氏变换式为:HS）=S（T；；1）■•甘备d-Ig一KRO-a-KROh(8)h-处渝引n(J首丈金負勿吕、一丘艮於、塔F蝸甜T^厚越簿迴林辿徹缺醯一」(8)。史將澤3-谓啓诗錫>菸，附目曲肅曽劳.S-1)，冷百鬲26"(M卿就酬滋)。2)，纹出荒申淅曲‘毋淖蛊诉歹汤捋笋紳斗遇丞3=淖W幼舉盼斤法戡習厨1,鬲4,鬲9,鬲22,鬲23》來鬲題0邓液■腿那HW録M爱迪漱適、7.•逵2・困5,鬲7,鬲7>鬲13,S15。3)，第出h-決鍛目圧法困-S2一间嵐脈出涌。4)，怆瞰越兔却來论％來选NM題
4、漱总將潯肅建普蜩2,4虫绑-啄LT产5.-632KR(P().632h(8)淘h(r)=KR。reJ啄t—voo严h(8)hkrw因刮斜Kuh(8)、R0"裁圧諛族寓、淨绍聲>t-rX冷汕l^s^ss曲笳加—惟盗2半苗苏讐囲讐》寻IS匸2淳引。同侖炜刖菸爵笳斤半型論筋&$63#雪李冋卑画湧祈沬就色厚同礁舞T〉^55ssfe隣翔猗李暑倂年渕奇盘速》玄赛熬制淹冷纸速菁哥逆適h粘逆商壮隔总渝谕论.•-o^yYyd-/o-^-o^oOHIO.O^TO^i.otxrtotaoixtaomATA心聘・人・入・上Lo-Lo-Lo_Lo-rrrrA/(hA
5、/(hA/OihA/OrLqLoLqLopO*pO*pD*
6、-OfA/Q>A/OiA/OjA/(h图1・3、实验接线图1）、如图1・3所示:将I/O信号接口面板上的上水箱液位的钮子开关打到OFF位置。2）、将上水箱液位+（正极）接到任意一个智能调节仪的1端（即RSV的+极）,上水箱液位-（负极）接到智能调节仪的2端（即RSV的负极）。3）、将智能调节仪的4〜20mA输出端的7端（即+极）接至电动调节阀的4〜20mA设云绪匕I36:0046:0051:00储水箱50.0%株出闸通讯妖畜退出衣妄够］烙知釦巒苛仪隔4彳（*A捡比端幽耳端（黑-斯、
7、梯至实验r•-阶上水箱对象特性测试实验41:00化4实釧娥銃坊史曲岐14数提別宠
8、1-4、实验软件界面3）、双击设定输出按钮,设定输出值的大小,或者在仪表手动状态下,按住仪表的STOP键将仪表的输出值上升到所想设定的值,这个值根据阀门开度的大小来给定,一般初次设定值＜25。开启单相泵电源开关,启动动力支路。将被控参数液位高度控制在20%处（一般为7cm）。4）、观察系统的被调量:上水箱的水位是否趋于平衡状态。若已平衡,应记录调节仪输出值,以及水箱水位的高度hl和智能仪表的测量显示值并填入下表。仪表输出值水箱水位高度hl仪表显示值（）-100
9、cmcm5）、迅速增加仪表手动输出值,增加5%的输出量,记录此引起的阶跃响应的过程参数,它们均可在上位软件上获得。以所获得的数据绘制变化曲线。T（秒）水箱水位h［（cm）仪表读数6）、直到进入新的平衡状态。再次记录平衡时的下列数据,并填入下表:仪表输出值水箱水位高度hl仪表显示值0〜10（）cmcm力、将仪表输出值调回到步骤5）前的位置,再用秒表和数字表记录由此引起的阶跃响应过程参数与曲线。填入下表:r（秒）水箱水位hHem）仪表读数（cm）8）、重复上述实验步骤。六、实验报告要求1）、作出一阶环节的阶跃响应曲线。2）、根据实验原理中所述的
10、方法,求出一阶环节的相关参数。七、注意事项7人本实验过程中,阀8不得任意改变开度大小。2）、阶跃信号不能取得太大,以免影响正常运行;但也不能过小,以防止因读数误差和其他随机干扰影
