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1 目 录 实训一 双容水箱特性的测试„„„„„„„„„„„„„„„„1 实训二 双容水箱液位定值控制系统„„„„„„„„„„„„„7 实训三 锅炉内胆水温位式控制系统„„„„„„„„„„„„„9 实训四 水箱液位串级控制系统„„„„„„„„„„„„„„„12 实训五 下水箱液位与进水流量的串级控制系统„„„„„„„„17 实训六 下水箱液位的前馈-反馈控制系统„„„„„„„„„„„20 总 结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 2 实训一 双容水箱特性的测试 一、实训目的 1．掌握双容水箱特性的阶跃响应曲线测试方法； 2．根据由实训测得双容液位的阶跃响应曲线，确定其特征参数 K、T1、T2及传递函数； 3．掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、实训设备（同前） 三、原理说明 图 1 双容水箱对象特性测试系统 (a)结构图 (b)方框图 由图 1-1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，依靠其自身重新恢复平衡的过程。根据本章第一节单容水箱特性测试的原理，可知双容水箱数学模型是两个单容水箱数学模型的乘积，即双容水箱的数学模型可用一个二阶惯性环节来 3 描述： G(s)=G1(s)G2(s)=)1sT)(1sT(K1sTk1sTk212211 (1-1) 式中K＝k1k2，为双容水箱的放大系数，T1、T2分别为两个水箱的时间常数。 本实训中被测量为下水箱的液位，当中水箱输入量有一阶跃增量变化时，两水箱的液位变化曲线如图1-2所示。由图1-2可见，上水箱液位的响应曲线为一单调上升的指数函数（图1-2 (a)）；而下水箱液位的响应曲线则呈S形曲线（图1-2 (b)），即下水箱的液位响应滞后了，它滞后的时间与阀F1-10和F1-11的开度大小密切相关。 图1-2 双容水箱液位的阶跃响应曲线 （a）中水箱液位 （b）下水箱液位 双容对象两个惯性环节的时间常数可按下述方法来确定。在图1-3所示的阶跃响应曲线上求取： (1) h2（t）|t=t1=0.4 h2(∞)时曲线上的点 B和对应的时间t1； (2) h2（t）|t=t2=0.8 h2(∞)时曲线上的点 C和对应的时间t2。 图1-3 双容水箱液位的阶跃响应曲线 4 然后，利用下面的近似公式计算式 阶跃输入量输入稳态值Ohx)(K2 (1-2) 2.16ttTT2121 (1-3) )55.074.1()T(T TT 2122121tt (1-4) 0.32〈t1/t2〈0.46 由上述两式中解出T1...