基于組態(tài)王的單容水箱液位控制系統(tǒng)-文庫吧
2024-10-18 21:19 本頁面
【正文】 的內(nèi)部機理，運用已知的靜態(tài)或動態(tài)平衡 關系，用數(shù)學解析的方法求取被控過程的數(shù)學模型。 實驗法 是 先給被控過程人為地施加一個輸入作用，然后記錄過程的輸出變化量，得到一系列實驗數(shù)據(jù)或曲線，最后再根據(jù)輸入－輸出實驗數(shù)據(jù)確定其模型的結(jié)構（包括模型形式、階次與純滯后時間等）與模型的參數(shù)?；旌戏?是 機理演繹法與實驗辯識法相互交替使用的一種方法。 機理法建立單容水箱的數(shù)學模型 從機理出發(fā)，依據(jù)物料平衡和能量平衡的關系，用理論的方法推導被控對象的數(shù)學模型 。 單容水箱的模型如下圖 所示： 圖 模型圖 5 其中： 被控參數(shù) h；輸入量 Qi；干 擾量 Qo 分析 水位在調(diào)節(jié)閥 1開度擾動下的動態(tài)特性，即確定 h～ Qi 之間的數(shù)學關系 根據(jù)動態(tài)物料平衡關系，在任何時刻水位的變化均滿足 在起始的穩(wěn)定平衡工況下 有如下關系式： （式 21） （式 22） 兩式相減得增量形式的平衡方程 : (式 23) 假設 （式 24） 則 單容液位過程的微分方程增量式 QRhdthdRA ????? （式 25） 傳遞函數(shù)為 11)( )()( ????? Ts RR CsRsQ sHsG i （ 式 26） T被控過程的時間常數(shù) T=RC。 K被控過程的放大系數(shù) ,K=R。 C被控過程的容量系數(shù)， C=A 有些被控過程存在純滯后，則具有純滯后的單容過程相應的傳遞函數(shù)為 si eTsKsQ sHsG 01)( )()( ????? （式 27） 其階躍響應曲線與無滯后的曲線形狀相同，只是在時間上推遲了 0? 。 由此可見，用機 理法建立數(shù)學模型 的首要條件是被控過程的機理必須為人們充分掌握，并且可以比較確切的加以數(shù)學描寫。考慮到參數(shù)測量的準確性與復雜性，排除機理法的使用。 階躍響應曲線 法建立單容水箱的數(shù)學模型 階躍響應曲線法 是實驗法的一種，即對被控對象施加一 階躍 信號 ,并且 階躍響? ?oi Adtdh ?? 1? ?0010 oi A ??? ?oi Adthd ????? 1RhQo ??? 6 應獲取應注意 以下 的問題 ： （ 1）合理選擇階躍擾動的幅度 (一般約為額定負荷的10%～ 20%)（ 2）實際閥門只能以有限速度移動 （ 3） 一般認為階躍信號是在 t1 /2時加入（ 4）試驗前確保被控對象處于穩(wěn)定工況 （ 5） 考慮過程的非線性特性，應進行多次測試。（ 6）若 過程不允許同一方向擾動加入，則采用矩形脈沖擾動 ， 可從脈沖響應曲線求出所需的階躍響應。 根據(jù) 以上原則，經(jīng)過 多次測量， 得出在階躍擾動為穩(wěn)態(tài)值的 10%時，時間與液位高度的對應關系如下表 所示 (t=10 輸出無變化 )： 表 t/s 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600 h/mm 0 2 8 20 36 54 88 118 144 166 184 192 196 由于是單容水箱，則其數(shù)學模型可以用 一階慣性環(huán)節(jié)加純延遲的傳遞函數(shù) 即
畢業(yè)設計相關推薦
鄂ICP備17016276號-1