过程控制1实验一对象特性的测定.ppt

一、实验目的 1. 了解为何要测取对象动态特性 2掌握对象动态特性的实验测试方法。 3通过阶跃干扰实验法加深理解测取对象动态特性的工程实用意义。,二、实验接线,实验一 对象特性的测定,三、原理框图,h3,h2,（三）实验步骤及实验数据记录,2将图中水龙头1、2打开（竖），3、4、5、6关闭（横）。,3开关K搬到端，调恒流器的输出为8mA。K搬到端，调恒流器的输出为3mA。,5. 启动两台水泵。记录下表第2、3列空着的数据。,4. 调节器面板上的手、自动开关搬到手动档，调手动拨盘，使其输出表头指在8mA（80%）,1按上图粗线框内接线接好实验接线。,PID控制器,3、鼠标单击实验界面中的“设置U2” 按钮，调U2 = 25%,4、鼠标单击 “调节阀”，调调节阀的开度值U1=50%,30,80,6. 观察记录仪水槽1、3的液位曲线，从0逐渐上升到记录笔画直线。这时再记下上表水槽液位初始稳态值。 7. 记录仪画直线后（表明水槽液位稳定了），鼠标单击 “设置U2” 按钮，调U2 = （35%），同时用手表计时，每隔10秒记录一次水槽2的液位（mA值）填入下表二。,仪表控制室,在工厂里，就在实际运行着的控制系统中测定对象特性曲线,火力发电厂控制室,在工厂里，就在实际运行着的控制系统中测定对象特性曲线,四、实验数据处理,1什么是阶跃信号？用图说明本实验中加入水槽中的阶跃信号（标明参数）。,答（1）阶跃信号就是：在某一时刻t0 电流或电压从一个值I1 (或U1)突然变化 到另一个值I2 (或U2) ，并一直保持I2 (或U2)这个值不变的信号。如下图所示。,（2）本实验中加入水槽的阶跃信号是：,t0,I1 (或U1),I2 (或U2),2. 根据表二实验数据用坐标纸画出双容水箱（二阶惯性环节）的飞升曲线。,答：,4、根据实验原理所述方法和实验得到的响应曲线，求出双容水箱的放大倍数K、时间常数T1 、T2、滞后时间、传递函数G(s)。,解：根据右图用作图法可得,h2(0),h2(),5、根据第3题求出的对象特性参数K、T、写出对象传递函数G(s)。,解：对象传递函数G(s)为,5、什么是被控对象特性？什么是被控对象的数学模型？研究被控对象特性有何重要意义？, 是指被控对象输入与输出之间的关系。即当被控对象的输入量发生变化时，对象的输出量是如何变化、变化的快慢程度以及最终变化的数值等。, 定量地表达对象输入输出关系的数学表达式，称为该对象的数学模型。, 生产中，存在着各种各样特性不同的被控对象。有的对象容易操作，有的则难以操作，生产工艺变量容易大幅度波动，越出工艺允许的范围，轻则影响生产，重则造成事故。只有充分了解、熟悉对象特性，掌握其内在规律，才能选择合适的被控变量、操纵变量、测量元件、控制器，选择合适的控制器PID参数，设计出合乎工艺要求的控制系统。,答：,1. 动态特性测定实验为什么每次都要从稳态开始做？,答：因为测取对象动态特性，一般都要加入定值扰动或阶跃扰动信号。如果不稳定，加入的信号会被淹没掉，测取的动态特性曲线就不准确。因此，为了由测取的动态特性曲线求得比较真实准确的对象特性参数K、T，必须每次都要从稳态开始做。,2. 结合本实验对象，分析影响K和T的因素有哪些？,答：, K=KRs ， T=FRs, 影响 K、T的因素有： 流入侧调节阀的流量系数K， 流出侧阀的阻力系数Rs， 水槽的截面积F。,五、回答思考题,U1 =50% Q1=4.24.3(L/M) U2 =25% Q2=2.12.3(L/M) U2 =35% Q2=3.53.7(L/M),t (分),t (分),Q2 (L/M),h2 (cm),2.4,4.8,7.2,9.6,12,14.4,16.8,16.8,19.2,2.4,4.8,7.2,9.6,12,14.4,16.8,16.8,19.2,1.5,3.0,4.5,6.0,7.5,9.0,10.5,12.0,13.5,3.6,(35%),(25%),2.1,U1 =50% Q1=4.24.3(L/M) U2 =25% Q2=2.12.3(L/M) U2 =35% Q2=3.53.7(L/M) Kc =1 Ti=60(s) Td=0(s),