实验五双容对象的动态特性实验

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1、实验二.二阶双容对象特性测试实验—、实验目的1)、熟悉双容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。2).根据由实际测得的双容液位阶跃响应曲线，分析双容系统的飞升特性。二.实验设备过程控制实验装置、上位机软件.计算机、RS232-485转换器1只、串□线1根、实验连接线。三.原理说明v2图2-1.双容水箱系统结构图如图2-1所示：这是由两个一阶非周期惯性环节qoi串联起来，输出量是下水箱的水位h2o当输入量有一个阶跃增加AQ】时，输出量变化的反应曲线如图2-2_所示的厶花曲线。它不再是简单的指数曲线，而是就°体传输过程中的时延，其传递函数为：图2-2、变化曲线邑°?=G(S)=*"茫(2-1

2、)2i(S)(71*5+1)(72*5+1)匕式中K二Rs,"R2G,T2二R3C2,&、R3分别为阀V・2和V3的液阻,G和G分别为上水箱和下水箱的容量系数。式中的K、Ti和瓦须从由实验求得的阶跃响应曲线上求出。具体的做法是在图2-3所示的阶跃响应曲线上取：1).h2(t)稳态值的渐近线h2(00)；2)、h2(t)Im二0・4h2(8)时曲线上的点A和对应的时间ti；3)、h2(t)

3、t=t2=0.8th(8)时曲线上的点B和对应的时间t2o然后，利用下面的近似公式计算式(2-1)中的参数K、T1和T2。其中：图2-3.阶跃响应曲线辰(8)_输入稳态值4）、Ti+T?«tl+t

4、22.16Ro阶跃输入量对于式(2-1)所示的二阶过程，0.32

5、1）、将中水箱液位+接到任意一个智能调节仪的信号输入端1（即RSV的+极）,中水箱液位-（负端）接到智能调节仪的2端（即RSV的-极）。回Hffl智能调节仪I-M31”OO仃"51復拟屋雉出按口、/miSCR怖郴调乐我政、OOOOO-OX--N丄电动•?.JmA/OoA/OiVOjA/(hfLoA/dA/(hA/(k.A/O7LoIoLoL>00,0.0.0阻=Q-^"Q电--OUAV<1:o-e=>-Q送变・fjt0^-0o-e^o流量变送器讽絵泳*计24V(•)cm<-)OO即0-0-0553^0（24VDC电源x开•5O"*&12345电源控制板2).打开电源三相带漏电保护空

6、气开关，电压表指示380Vo3)、打开总电源钥匙开关，按下电源控制屏上的启动按钮，即可开启电源。4.实验步骤1).开启单相空气开关，中水箱液位传感器输出信号为1〜5V电压信号，调整好仪表输入规格参数与其他各项参数，开始校准液位传感器的零位和增益，仪表输出方式设为手动输出，初女台值为0。--实验二.二阶双容水箱对象特性测试实验TTJ29.1CR良［【二储水箱fll皱值(叩2720值QP)1447:0052:0057:0002:00I代炖矣时曲打戶史左迂］亠歎锯浏茁2)、启动计算机MCGS组态软件，进入实验系统相应的实验，界面如图2-5所示：图2-5、实验软件界面1).开启单相泵电源开

7、关，启动动力支路，手动将仪表的输出值迅速上升到小于等于10,将被控参数液位高度控制在30%处(一般为5cm)。4).观察系统的被调量一一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h2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h2仪表显示值0-100cmcm5).迅速增加仪表手动输出值，增加10%的输出量，记录此引起的阶跃响应的过程参数，均可在上位软件上获得各项参数和数据，并绘制过程变化曲线。T（秒）水箱水位h2（cm）仪表读数（cm）6）.直到逬入新的平衡状态。再次记录测量数据，并填入下表:仪表输出值水箱水位高度h2仪表显示值0-10

8、0cmcm7）、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：T（秒）水箱水位h2（cm）仪表读数（cm）8）.重复上述实验步骤。二.注意事项1）彳故本实验过程中，阀V?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，以防止影响对象特性参数的精确性。一般阶跃信号取正常输入信号的5%~15%。3）在输入阶跃信号前，过程必须处于平衡状态。三.实验报告要求1）作出二阶环节的阶跃响应曲线。2