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实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验

1、试验方案：

水流入量Qi 由调节阀u 控制，流出量Qo 则由用户通过负载阀R 来改变。被调量为水位H 。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。

直接在调节阀上加定值电流，从而使得调节阀具有固定的开度。(可以通过智能调节仪手动给定，或者AO 模块直接输出电流。)

调整水箱出口到一定的开度。

突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化，从而可以获得液位数学模型。

通过物料平衡推导出的公式：

μμk Q H k Q i O ==,

那么 )(1H k k F

dt dH -=μμ，其中，F 是水槽横截面积。在一定液位下，考虑稳态起算点，公式可以转换成

μμR k H dt

dH RC =+。公式等价于一个RC 电路的响应函数，C=F 就是水容，k H R 0

2=就是水阻。

如果通过对纯延迟惯性系统进行分析，则单容水箱液位数学模型可以使用以下S 函数表示：

)

1()(0+=TS S KR S G 。相关理论计算可以参考清华大学出版社1993年出版的《过程控制》，金以慧编著。

2、实验步骤：

1) 在现场系统A3000-FS 上，将手动调节阀JV201、JV206完全打开，使下水箱闸板具有

一定开度，其余阀门关闭。

2) 在控制系统A3000-CS 上，将下水箱液位(LT103)连到内给定调节仪输入端，调节仪输出端连到电动调节阀(FV101)控制信号端。

3) 打开A3000-CS 电源，调节阀通电。打开A3000-FS 电源。

4) 在A3000-FS 上，启动右边水泵(即P102)，给下水箱(V104)注水。

给定值图1 单容水箱液位数学模型的测定实验

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