[信息與通信]第二章過程建模和過程檢測控制儀表系統(tǒng)建模方法-文庫吧在線文庫
【正文】 3） 利用式（ 2— 20）和（ 2— 21 ）得： 222211dthdCRdthd ???（ 2— 22） 令 ua KCTCRT 211 , ??，則得： 167。 22 機理建模方法 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 44 若以△ Q0為被控參數(shù)，對式（ 2— 27）整理可得對應(yīng)的傳遞函數(shù)為： 1)(1)()(122211222110????? sCRCRCRsCRCRSQsQi（ 2— 27） 若以△ h2為被控參數(shù)，對式（ 2— 27）整理可得對應(yīng)的傳遞函數(shù)為： 1)()()(1222112221122????? sCRCRCRsCRCRRSQsHi（ 2— 28） 167。 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 48 一、對象特性的實驗測定方法 測定動態(tài)特性的時域方法 該方法是對被控對象施加 階躍輸入（非周期信號），測繪出對象輸出量隨時間變化的響應(yīng)曲線，或施加 脈沖輸入 測繪出輸出的脈沖響應(yīng)曲線。 23 測試建模方法 測定動態(tài)特性的統(tǒng)計相關(guān)法 該方法是對被控對象施加 某種隨機信號或直接利用對象輸入端本身存在的隨機噪音 進行觀察和記錄，由于它們引起對象各參數(shù)變化，可采用統(tǒng)計相關(guān)法研究對象的動態(tài)特性。 隊躍響應(yīng)曲線能直觀、完全描述被控過程的動態(tài)特性。在一次試驗完成后，必須使被控過程穩(wěn)定一段時間后再施加測試信號做第二次試驗。 23 測試建模方法 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 56 在對象上加一階躍擾動，待被控參數(shù)繼續(xù)上升（或下降）到將要超過允許變化范圍時，立即去掉擾動，既將調(diào)節(jié)閥恢復(fù)到原來的位置上，這就變成了矩形脈沖擾動形式。 ④ 多條響應(yīng)曲線的比較。 23 測試建模方法 要確定的參數(shù)有三個： K、 T、 τ。 23 測試建模方法 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 66 167。 3）若 ，則可按二階慣性加純延遲處理。 響應(yīng)時間 Ta就是直線的斜率，可按下式計算： ?ta nuTa?? （ 2— 38） sTsG a11)( ??θ 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 72 確定積分環(huán)節(jié)加純延遲的參數(shù) 其傳遞函數(shù)為： saesTsG ??? 1)( 所需確定的常數(shù)為響應(yīng)時間 Ta和純延遲時間 τ 。 響應(yīng)時間 Ta可按式（ 2—38）求得。 24 SIMULINK在系統(tǒng)建模中的仿真應(yīng)用 繪出輸入 /輸出的關(guān)系曲線 輸入以下指令，得到階躍響應(yīng)曲線 t=[0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100]。)。) gtext(39。 xlabel(39。 ht1=*。 得 : t2 = 。 t/s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 H/mm 0 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 85 167。液位 h(mm)39。 24 SIMULINK在系統(tǒng)建模中的仿真應(yīng)用 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 89 167。 24 SIMULINK在系統(tǒng)建模中的仿真應(yīng)用 通過采用在拐點處做切線的方法，求得相關(guān)參數(shù)，從而得到對象的傳遞函數(shù)。 T=34 39。 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 86 167。 xlabel(39。t2= 39。 plot([0,100],[ht2,ht2])。液位 h(mm)39。 24 SIMULINK在系統(tǒng)建模中的仿真應(yīng)用 () 1KGs Ts? ?求得： 對象的傳遞函數(shù)為： 12363)(?? ssG一階慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為： )0()( ?????? u hhK過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 80 167。 24 SIMULINK在系統(tǒng)建模中的仿真應(yīng)用 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 77 167。時間 t(s)39。 在測試法建模中，一般采用階躍響應(yīng)曲線法建模。 OA167。 23 測試建模方法 21tt過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 70 （三）由階躍響應(yīng)曲線（ 非自衡 ）確定過程的傳遞函數(shù) 數(shù)學(xué)模型的幾種形式如下： 167。 高階慣性對象中階數(shù) n與比值 的關(guān)系如表 ，其時間常數(shù)可由下式求得： 21 tt21 ttnT ??（ 2— 37） 注意：式（ 2—37）和表 t1和 t2均為取 所對應(yīng)的 t1和 t2。 23 測試建模方法 確定二階慣性環(huán)節(jié)的參數(shù) 其傳遞函數(shù)為： )1)(1()( 21 ??? sTsTKsG要確定的參數(shù)有三個： K、 T T2。 23 測試建模方法 （二）由階躍響應(yīng)曲線（ 自衡 ）確定過程的傳遞函數(shù) 多數(shù)過程的數(shù)學(xué)模型常見形式如下： 1)( ???TsKesG s?)1)(1()( 21 ????sTsTKesG s?nsTsKesG)1()( ??? ?一階慣性環(huán)節(jié)加純延遲 二階慣性環(huán)節(jié)加純延遲 n個相同極點的 n階慣性環(huán)節(jié)加純延遲 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 60 確定一階慣性環(huán)節(jié)的參數(shù) 1)( ?? TsKsG在 中，需確定的參數(shù)為 K和 T。 23 測試建模方法 )()()()()(1221ttututututu?????? （ 2— 29） 設(shè) u1（ t）、 u2（ t）作用下的階躍響應(yīng)曲線為 y1（ t）和 y2（ t），則脈沖響應(yīng)曲線為： )()()()()( 1121 ttytytytyty ??????（ 2— 30） 轉(zhuǎn)換方法： 由圖 ： 即： )()()( 11 ttytyty ???? （ 2— 31） 上式就是由矩形脈沖響應(yīng)曲線 y（ t）轉(zhuǎn)換為階躍響應(yīng)曲線 y1（ t）的根據(jù)。另外，當(dāng)階躍信號幅值受生產(chǎn)條件限制而影響過程的模型精度時，就要改用矩形脈沖信號作為過程的輸入信號。通常取階躍信號值值為正常輸入信號的 5%～ 15%，以不影響生產(chǎn)為準(zhǔn)。 23 測試建模方法 二、測定動態(tài)特性的時域方法 該方法的測試原理如下圖所示。 23 測試建模方法 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 49 測定動態(tài)特性的頻域方法 該方法是對被控對象 施加不同頻率的正弦波 ，測出輸入量與輸出量的幅值比和相位差，從而獲得對象的頻率特性，來確定被控對象的傳遞函數(shù)。 測試法分類： 加專門信號、不加專門信號 。 22 機理建模方法 過程控制 2022/3/12 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院 42 167。 2
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