双容水箱液位定值控制和串级控制.pdf

目录 第一章 调节器流量特性测试 1 1.1 调节器流量特性测试 1 1.2 调节器流量特性说明 3 第二章双容水箱特性的测试 3 2.1 双容水箱实验法建模 3 2.1.1 双容水箱对象特性测试系统3 2.1.2 测试步骤 5 2.1.3 系统仿真 7 2.2 双容水箱机理法建模 8 2.2.1 数据测量 8 2.2.2 分析计算 8 2.2.3 系统仿真 10 第三章 双容水箱液位定值控制系统 10 第四章 水箱液位串级控制系统 13 4.1 系统分析 13 4.2 控制步骤 13 第五章 总结15 附 录15 第一章 调节器流量特性测试 1.1 调节器流量特性测试 根据实验室已有的仿真系统，连接系统，如图 1： 1 图 ：流量特性测试系统接线图 实验数据如表1： 1 表 实验数据 相对流量（L/min ） 0 0.1 0.3 0.7 1.0 1.5 1.7 2.0 2.2 相对开度(%) 0 40 42.5 46.2 48.7 55.7 60 62.1 65 相对流量（L/min ） 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.8 4.0 4.1 4.2 相对开度(%) 70.5 75 77.6 82 84.1 86.5 90 91.2 100 通过Matlab ，绘制流量特性曲线如图2 ： 2 1 图 工作流量特性（ ） 程序如下： x=[0,40,42.5,46.2,48.7,55.7,60,62.1,65,70.5,75,77.6,82,84.1,86.5,90,91.2,100,100]; y=[0,0.1,0.3,0.7,1.0,1.5,1.7,2.0,2.2,2.5,2.8,3.0,3.3,3.5,3.8,4.0,4.1,4.2,4.3]; values = spcrv([[x(1) x(end)];[y(1) y y(end)]],3); plot(values(1,:),values(2,:)) 1.2 调节器流量特性说明 如果忽略点（0 ，0 ），可以得到如下的流量特性曲线，如图3： 图3 工作流量特性（3 ） 可以知道，阀为直线流量特性的阀。 不论阀杆处于什么位置，只要阀杆的位移量相同，其流量的变化量则相同，但它的相对 变化量 （流量的变化量与原流量的比）则随阀杆位置的不同而不同。所以，线性调节阀在小 开时流量的相对变化量大，灵敏度高，控制作用强，容易产生振荡：而在大开度时流量的相 对变化量小，灵敏度低控制作用弱。由此可知，当线性调节阀工作在小开度或大开度时，其 控制性能均较差，因为不宜用于负荷变化大的过程。 第二章双容水箱特性的测试 2.1 双容水箱实验法建模 2.1.1双容水箱对象特性测试系统 双容水箱对象特性测试系统如图4 所示： 图4 双容水箱对象特性测试系统 (a)结构图 (b)方框图 由图4 所示，被测对象由两个不同容积的水箱相串联组成，故称其为双容对象。自衡是 指对象在扰动作用下，其平衡位置被破坏后，不需要操作人员或仪表等干预，依靠其自