单容自衡水箱系统对象特性的测试

贵州大学实验报告学院：电气工程学院专业：测控技术与班级：测仪101姓名孙国梅学号1008040050实验组5实验时间2012.12.12指导教师陈湘萍成绩实验项目名称单容自衡水箱系统对象特性的测试实验目的熟悉单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线；根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法分别确定它们的参数。实验要求采用集中授课形式，以教师讲授实验原理及实验步骤、学生动手操作为主。实验原理阶跃响应测试法是系统在开环运行条件下，待系统稳定后，通过调节器或其他操作器，手动改变对象的输入信号（阶跃信号）。同时，记录对象的输出数据或阶跃响应曲线，然后根据已给定对象模型的结构形式，对实验数据进行处理，确定模型中各参数。单容水箱控制系统结构图如图1-1所示：图1-1、单容水箱控制系统结构图实验仪器TKGK-1实验台、万用表实验步骤１.按使用说明要求和步骤，对上水箱液位传感器进行零点与增益的调整。２.按图1-1将系统接成单回路形式，并把PID调节器的“手动-自动”开关置于“手动”位置，此时系统处于开环状态。３.按TKGK-1型使用说明书的要求，启动工艺流程并开动各种仪器，然后利用一路PID调节器的手动操作开关，将被控参数液位高度控制在30%处（一般为4cm）。４.观察系统的被调量——上水箱的水位是否趋于平衡状态。若已平衡，应记录此时调节器“手动调节”电位器的调定位置和PID的输出值VO以及水箱水位的高度h1和显示仪表LT1的读数值并填入下表。变频器输出频率fPID输出Vo水箱水位高度h1LT1显示值HZvcmcm46.524.623.053.07５.迅速增调“手动调节”电位器，使PID的输出增加10%，利用秒表、万用表记下由此引起的阶跃响应的过程参数。并绘制变化曲线。t（秒）306090120150180210240270300水箱水位h1(cm)3.303.603.854.204.304.404.554.624.654.67LT1读数(cm)3.443.764.024.224.414.544.664.754.784.80直到进入新的平衡状态。再次记录测量数据，并填入下表：变频器输出频率fPID输出Vo水箱水位高度h1LT1显示值HZvcmcm48.974.924.724.87实验内容利用秒表、万用表记下水箱阶跃响应的过程参数。作出一阶环节的阶跃响应曲线，求出一阶环节的相关参数。实验数据初始平衡状态：变频器输出频率fPID输出Vo水箱水位高度h1LT1显示值HZvcmcm46.524.623.053.07使PID的输出增加10%后的参数：t（秒）306090120150180210240270300水箱水位h1(cm)3.303.603.854.204.304.404.554.624.654.67LT1读数(cm)3.423.764.024.224.414.544.664.754.784.80直到进入新的平衡状态：变频器输出频率fPID输出Vo水箱水位高度h1LT1显示值HZvcmcm48.974.924.724.87实验总结通过实验熟悉了单容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线；根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，可求得相关参数；并且在做本实验时，不能任意变化阀V1或V2的