A3000过程控制实验指导第二章.docx

A3000过程控制实验指导第二章.docx:..第二章被控对象特性测试被控对象数学模型通常用下列两种方法來建立,一种是分析法,即根据过程的机理、物料或能量平衡关系求得它的数学模型;另一种是实验法。本章主要介绍根据被控对象对典型输入信号的响应来确定它的数学模型。由于此法较简单,因而在过程控制中得到了广泛地应用。第一节单容自衡水箱特性的测试一、,并记录相应液位的响应曲线。,用相应的方法确延被测对象的特征参数K、T和传递函数。二、」可知,对象的被控制量为水箱的液位h,控制量(输入量)是流入水箱中的流量Qi,Q2为流出水箱的流量。手动阀QV105和闸板QV116的开度(5〜10毫米)都为定值。根据物料平衡关系,在平衡状态时:dV(4)或写作:H(s)_K2^)~TS+1(5)动态时则有:式中V为水箱的贮水容积,企为水贮存量的变化率,它与h的关系为dV=Adh,即:dt(3)dV4dh —A dtdtA为水箱的底面积。把式(3)代入式(2)得:dt基于0呛,Rs为闸板卯6的液阻,则上式可改写为碍,职ARs—+h=KQ\dt ・式中T二ARs,它与水箱的底积A和V2的Rs有关;K=RSo式(5)就是单容水箱的传递函数。Ro=常数,则式(5)可改为:若令Qi(s)=弓,13H(s)=K/TS+丄T/?()x——=S”RoKRoK —sS+丄T对上式取拉氏反变换得: h(t)=KRo(l・e"丿当fToo时力(oo丿=KRo,因而有K晋Ko输出无急态值阶跃输入o当t二T时,则h(T)=KRo(l-e_,)=/?o=(oo)0式(6)表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数,。,该曲线上升到稳态值的63%所对应的时间,就是水箱的时间常数T。该时间常数T也可以通过坐标原点对响应曲线作切线,切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数T,由响应曲线求得K和T后,就能求得单容水箱的传递函数。,则在此曲线的拐点D处作一条切线,它与时间轴交于B点,与响应稳态值的渐近线交于A点。图中0B即为对象的滞后时间BC为对象的时间常数T,所得的传递函数为:H(S)=Ke^7+ts四、、中、下水箱中的一个水箱连接,操作值输出端A00接电动调节阀。,启动执行机构。“组态王”的工程管理器,选择“智能仪表过程控制实验组态”工程,进入“A3000高级过程控制实验监控系统”运行•环境,点击“进入系统”按钮进入主画面《A3000高级过程控制实验系统—智能仪表》,在实验忖录中选择“单容口衡水箱对象特性测试”工程,进入本实验的监控界面。“手动”控制,并将输出值设置为一个合适的值,即给电动调节阀设置一个合适的开度,此操作须通过调节仪表实现。“水泵2#”开关,给2#水泵上电打水。通过适当增/减智能仪表的输出量,使水箱液位