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1、自动控制原理大作业题目：液位自动控制系统的时域分析学号： 140301102班级： 电气工程1401班姓名： 张晓杰完成时间：2016年12月5日1.系统工作原理 如图为液位自动控制系统原理示意图，通过这个系统，我们希望，在任意情况下，液面的高度维持不变。工作原理：电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱中流入水量与流出水量相等， 从而液面保 持在希望高度上。一旦流入水量或流出水量发生变化，水箱液面 高度便相应变化。此时，水箱液面下降，浮子位置相应下降，知道电位器电刷回到中点位置， 系统重新处于平衡状态， 液面恢复 给定高度，反之，若水箱液面下降，则系统会自动增大阀门

2、开度， 加大流入的水量，使液面升到给定的高度。2数学模型浮子、杠杆、电位计浮球杠杆测量液位高度的原理式?=Uty h/al式中？?为电位计的输出电压，U为电位计两端的总电势，b/a为 杠杆的长度比， h为高度的变化，l为电位计电阻丝的中点位 置到电阻丝边缘的长度。拉氏变换?(s)=Ub h(s)/al式中 a=8cm,b=2cm,U=60V,l=2.5cm。故，传递函数为，？(s) =?, ?二6。(2)微分调理电路对输入电压进行调理，传递函数为 ？(s) =?So其中，？?二1。(3)电动机传递函数为？(s) =?/ (?s+1)其中，？?=30, ?=2。(4)减速器比例环节，减速比为1/

3、5。所以，传递函数为？(4) =1/5 o(5)控制阀这是积分环节，流入口宽为l=16cm,高为h=15cm流入速度v=46cm/s,流出速度u=40cm/s,输入量为减小后的转速 n,控制 阀每转一圈，进水口的开度改变量为 1cm,输出量为Q, Q与n 的原理式如下：Q (s) =n (s) vl/s所以，传递函数为？(s) =vl/s=750/s 。(6)水箱水箱横截面积为2500?,传递函数为? (s) =1/?s=1/2500s o(7)总的传递函数为？(s) =K/s(Ts+1)+K,其中,K=10.8, T=2o.稳定性分析特征方程为2?+s+10.8=0.因为特征方程的系数都为正，故系统稳定。.系统时域分析自然振荡角频率？标2.32;阻尼比？=0.11;上升时间?F0.72s;调节时间？?i=12.9s;峰值时间?=1.36s ;最大超调量？=70.5%.误差分析开环传递函数 ？?？(s) =10.8/s (2s+1).误差传递函数E(s)=1/ (1+? (s)=0.093s+0.177 ?-0.034 ?稳态误差?B?(s)

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