双容水箱特性的测试

1、第二节双容水箱特性的测试-V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word文档可编辑计算机、MCG工控组态软件、RS232/485转换器1只、串口万用表1只 三、实验原理3.节春 土平动出-iAVI+MVj由图2T所示，被控对象由两个水箱相串联连接，由于有两个贮水的容积，故称其为双容对象。被控制量是下水箱的液位，当输入量有一阶跃增量变化时，两水箱的液位变化曲线如图2-62所示。由图2-2可见，上水箱液位的响应曲线为一单调的指

2、数函数(图2-2 (a),而下水箱液位的响应曲线则呈S形状(2-2(b)。显然，多了一个水箱，液 位 响应就更加滞后。由S形曲线的拐点P处作一切线，它与时间轴的交点为A, 0A则表示了对象响应的滞后时间。至于双容对象两个惯性环节的时间常数可按 下 述方法来确定。hl(»klU)hH»(3to)Ch2(-) 丹2()0町在图2-3所示的阶跃响应曲线上求取:(1)h2 (t) |t=t1 =0.4 h2应的时间廿:（乂）时曲线上的点B和对(2)h2 (t) |t=t1=0.8 h2 (应的时间t2 ;然乂）时曲线上的点C和对后，利用下面的近似公式计算式G (5) - (Q+i)

3、 n由上述两式中解出T1和T2 ,于是求得双容（二阶）对象的传递函数为四、实验内容与步骤1.接通总电源和相关仪表的电源接好实验线路，打开手动阀，并使它们的开度满足下列关系:3,输出值W的开度V2的开度V3的开度把调节器设置于手动位置，按调节器的增/减，改变其手动（般为最大值的4070%不宜过大，以免水箱中水溢出）,使下水箱的液位处于某一平衡位置（一般为水箱的中间位置）。4.按调节器的增/减按钮，突增/减调节器的手动输出量，使下水箱的液位由原平衡状态开始变化，经过一定的调节时间后，液位h2进入另一个平衡状态。5点击实验界面下边的按钮，可切换到实时曲线、历史曲线和数据扌艮表6.根据实验所得的曲线报

4、表和记录的数据，按上述公式计算K直，再根据图中的实验曲线求得门、T2值。* fe s Ts±r - -WW60%上升峰值41id Um.宝 15-a23*4Nt 1n» £:it:£"苫lU 低3 j (OK IlOrtAl xt.护® Bv突变为50%W? 'Ll - V a7把由计算机作用的实验曲线进行分析处理，并把结果填表入下 表中:测量值参数值液位hKT1T2T正向输入0. 0951125s289s0负向输入0. 1779112s273s0平均值0, 1365118. 5s281s0五、思考题仁做本实验时，为什么不能任

5、意改变两个出水阀门开度的大小?答=出水阀的开度是改变出水量Q2的，改变水箱泄水的过程。在 此 实验中是先将出水阀开至适当的开度。之后在单容水箱在稳定的过 程 中，此阀门是不能任意改变的，因为一改变就会对系统带来干扰，造成系统不稳定，不能正确反映实验特性。只有当系统稳定时，要研 究输 出量对系统的稳定特性影响时才改变出水阀。2.用响应曲线法确定对象的数学模型时，其精度与哪些因素有 关?答=应曲线可能与实验工作电压的波动，执行器的不稳定性，和 系统的控制参数比例度、积分时间、微分时间及测量值的波动都可能带来 一定的误差，造成精度下降，同时还跟压力传感器的精度，阀门开度，测 试软件都有关系。3.如果采用上水箱和中水箱做实验，其响应曲线与用中水箱和下 水箱做实验的曲线有什么异同？试分析差异原因。答=若采用