8第八章静态计量误差分析11.07.
误差知识与算法知识点总结
误差知识与算法知识点总结1. 误差的概念误差是指测量结果与真实值之间的差异。
在实际应用中，无法完全获得真实值，因此测量结果总会有一定的偏差，这种偏差就是误差。
误差可以分为系统误差和随机误差两种类型。
2. 系统误差系统误差是指测量结果偏离真实值的固有偏差，常常是由于仪器、环境或测量方法等因素引起的。
系统误差的存在会导致测量结果产生偏差，降低测量结果的准确性。
3. 随机误差随机误差是由于实验环境、人为操作等随机因素引起的误差，是无法完全避免的。
随机误差会导致测量结果的离散度增大，降低测量结果的精确性。
4. 误差分析误差分析是对测量结果中的误差进行定量分析的过程，其目的是评估测量结果的准确性和精确性。
误差分析通常包括误差的来源和类型、误差的大小和分布、误差的传递和积累等内容。
5. 误差传递误差传递是指当多个测量结果相互影响时，每个测量结果中的误差会随着计算和运算的进行而传递和积累。
误差传递的过程需要考虑各种因素对误差的影响，以准确评估测量结果的误差范围。
6. 误差控制误差控制是指在测量过程中采取一系列措施来减小误差的产生和传递，以提高测量结果的准确性和精确性。
误差控制的方法包括校准仪器、规范操作、提高测量精度等。
7. 误差分布误差分布是指测量结果中误差的分布情况，可以通过统计学方法进行分析和描述。
误差分布通常服从正态分布或其他概率分布，可以通过统计参数进行描述。
8. 误差评估误差评估是对测量结果中的误差进行评定和验证的过程，以确定测量结果的可靠性和可信度。
误差评估通常包括测量不确定度的计算和报告，以及误差边界的确定和验证。
二、算法知识点总结1. 算法的概念算法是指解决问题或实现功能的一系列有序步骤的描述，是计算机程序的核心。
算法描述了如何通过一定的计算过程来实现特定的功能或者处理特定的数据。
2. 算法的特性算法具有确定性、有限性、输入和输出、易实现等特性。
确定性指算法的每一步都有唯一的后续步骤，有限性指算法必须在有限的步骤内结束，输入和输出指算法需要接受输入数据并产生输出结果，易实现指算法可以通过简单的描述和规范步骤来实现。
油品静态计量误差
一、立式金属罐计量误差 及其产生原因
• 根据我国已颁布的石油及液体石油 产品采用立式金属罐进行油品交接 计量规程规定，油品交接计量误差 为±0．35％，该误差主要包括如 下七项。
1．油罐容积检定误差
根据JJG 163—87《立式金属罐容 量试行检定规程》，油罐容积检定 结果误差不超出±0.2%，பைடு நூலகம் E1=±0.2%。
参考国内外有关资料，罐内油品平均温度
必须在±0．5oC以内；玻璃温度计的器差 为±0：3oC；规程规定两次测温不超过一 个刻度(0．2oC)、并取平均值，考虑了读数 及其他随机因素的出现，以上温度因素误 差合计±1℃。由于±1℃的误差，查石油 体积数时，引起的误差啦=±0．08％。
4．在化验室测密度时产生误差
因此在油品计量过程中，一般要求先测量 出罐内油品的平均实际温度，再换算到标准参 比温度(20℃)。但由于油罐容积较大，无论是 加温罐或不加温罐，要获得其内部储存油品比 较精确的平均温度较为困难。如未保温的轻质 成品油罐、测温孔在罐壁的向阳面和背阳面温 差就较大；单盘浮顶罐夏季强阳光照射，罐内 上层油品温度远比中层、下层储存油品温度高， 冬季则相反；加温油罐通过盘管加温、油品受 热产生传导和对流，其温度梯度与加温时间、 进油速度有关，测温时，尽管按罐内上、中、 下油层测温取其平均值，但仍有一定的误差。
由于测温时，按新规程规定测温两次，温度变化 在oC内，并取其平均值。
如第一次测温为31.1℃，第二次为31.5℃， 平均值为31．3oC。那么温度误差分别为oC 一oC；
31.3~C一oC=一0．2oC。由此产生的密度测 定误差值为:
o。
δ5=δa+δb，则由于温度误差引进的密度测 定误差为 ar5=[(±0．00014)+(±0．00014)]×100％： ±0．028％。
静态容积法流量计检定系统的误差分析与研究
按线 性 近似处 理 ， 可 通过软 件 予 以修 正 ， 并 以达 到 足够 的
精度要求， 在图 ２ 向器流量特性 图中给出了一个完整 换
的换 人 和换 出过程 。
从 图 ２中可 以看 出开 始测量 命 令 自 ｔ 间发 出 ， ａ时 但
此 时换 向器 和 定 时／ 数 器 并 未 开 始 工 作 （ 没 有 对 被 计 即
２ 影响 检定精 度 的 因素
作 容 器 切 换 到 工 作 容 器 或 由工 作 容 器 切 换 到 非 工 作 容 器， 流人 工作 容器 内的 流量 从 零 逐 渐 变 化到 最 大 值 或 从 最 大值 逐渐 变化 到零 ， 过 程一 般 是 非 线 性 的。对 于本 此
系统 来说 ， 该项 误差是 最 主要 的误 差源 。 在实 际检 定过程 中 ， 段 时 间一般 比较 短 ， 以将 其 这 可
标 准容 器体 积 的误差是 由计 量单 位通 过与 更高 精度 的标准 容器 比对 ， 对其 进行修 正 后得 出 的 ， 并 其误差 小 于 １ ｏ在 进行 系统 精度 评定 时 ， ％， 应对该 项误 差进 行考 虑 。
（ ） 量 的稳定 性 ３流
检流 量计 的输 出信 号 进 行 采 样 ） 。当 换 向器 和定 时／ 计 数器 延 时一 段 时 间后 ， 在 时 刻换 向 器 开始 换 向 ， 时 同 定 时／ 数 器 开始 工 作 。 同理 在 时 刻换 向器 换 出 ， 计 定
时／ 计数 器停止 计数 和 计 时 。 和 的时 间 间隔 ｔ 为 作 被 检流 量计 的检定 时 间 。 由于换 向器 有 换 向误差 ， 因此
１ 检定 系统 的 组成和 工作 原理
石油静态计量技术及误差分析
石油静态计量技术及误差分析摘要：本文介绍了石油静态计量技术，并从容器容量检定技术和交接计量技术两方面进行阐述；同时从容器检定、液位测量、温度测量、密度测量方面对石油静态计量的误差进行了分析，提出减小误差的措施。
关键词：静态计量；石油；误差分析1 石油静态计量技术静态计量是以国家计量部门（或其授权的计量单位）标定（或检定）的油罐、油罐车、轨道衡（或地衡等）或以船舶设计部门（或监造单位）标定、船舶检验部门审定的油驳、油轮舱作为计量容器，在油品停止收发作业，经静止液面无波动状态下而测定其体积或质量的过程。
目前最常用的静态计量方式是容器计量。
容器计量的计量器具，有立式金属油罐、铁路槽车、汽车槽车、船舱几种。
计量时，采用量油尺测取容器内所盛油品的液位高度，查取容器的容量表，确定出对应液位高度的油品体积量，然后进行油品的温度、压力修正计算，确定毛重并扣除含水，计算出油品的净质量。
这个过程实质上包含两方面的技术，一是作为计量器具使用的容器其容量检定技术;二是使用容量计量器具进行交接计量的技术。
1.1 容器容量检定技术计算容器内的储油量，首先应查容量表。
容量表反应了容器中任意高度下的容积，即从容器底部基准点起，任一垂直高度下该容器的有效容积，容量表编制的基础是按照容器的形状、几何尺寸及容器内的附件体积等技术资料为依据，经过实际测量、计算后编制；容积表一般是以厘米或分米为单位依照容器满量程的检尺高度，按序排列编制的。
不足分米或厘米的，用线性插值法计算。
为了获得容器的容量表，必须对容器进行标定，容量计量方法有衡量法、容量比较法、几何测量法。
大容量检测方法通常采用几何测量法，目前有围尺法、光学垂准线法、全站仪测量法、三维激光扫描法。
围尺法是基准方法，光学垂准线法适用于立式罐，全站仪测量法适用于立式罐和球形罐，三维激光扫描法由于测量速度快、准确度高、适用于各种罐形，在大容量检测中的应用越来越广泛。
1.2交接计量技术油品的交接计量过程包括油品液位测量、油品温度测量、油品取样、油品密度及含水率的测量和油量的计算。
浅谈静态计量中引起误差的原因及对策
式金属罐计量油量计算方法 》之规定 ：液位 检测应在 指定检 尺 口下尺 ，应进行 多次检测 ，取相邻 两次的检测值相 差不应 大于 ２ ｍ ｍ ，两次测得值相差为 ２ ｍ ｍ时，取两次测 得值 的算术 平均值作为计量罐 内液位 高度 ，两次测得值相差为 １ ｍ ａ ｎ ，则 以前 次测得值作为液位 高度 。该项误差在实际工作 中， 由交 接双方共 同检尺监护操作 ，并与雷达液位计进行 比对 。在 实 际生产 中，很少按照 国标要求操作，计量 工仅 以一次下尺差 的原 因及对策
郝 鲲 冯玉 民 中原 油 田油 气储 运 中心集 输 大队 ，河 南 濮 阳 ４ ５ ７ ０ ０ １
摘要 ：凡是计量均存在一 定的误差 ，这是测量 中普遍存在的规律，称之为误差公理。一些误差完全可 以采 取各 种措 施进 行消 减 ，在石油 的静 态计量 中主要 涉及的 国家标准有 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ３ ８ ９ ¨ ２（ 石油和液态石 油产品液位 测量 法） 、Ｇ Ｂ ／ ８ ９ ２ ７ －８ ８（ 石 油和 液 态石 油产 品温度测量法 ） 、Ｇ Ｂ ／ ４ ７ ５ ６ －１ ９ ９ ８（ 石油液体手工 取样 法）另外还 有 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ８ ８ ４ －２ ０ ０ ０（ 原 油和液体石 油产品 密度试 验 室测 定法 ）和 Ｇ Ｂ ８ ９ ２ ９ ． ＿ ８ ８（ 原 油水含量测 定法） 。在 生产 实际操作 中，由于生产 条件 、环境 因素、人 员素质等各 类原 因的
１液位测量 中存在的误差 根据 Ｇ Ｂ １ ３ ２ ３ ６ －９ １《 石油用量油尺和钢围尺技术条件》 之规定：量油尺尺带 由含碳量 ０ ． ８ ％ 的碳钢制成，抗拉强度） １ ３ ９ ０ Ｎ ／ ｍ ｍ ２ ，线膨胀系数 Ｋ ≤０ ． ０ ０ ０ ０ １ １ ９ ，由量油尺尺带随温 度变 化引起油量的误差，根据微小误差原则 ，该项误差可 以
电气及其自动化专业之静态误差系数与稳态误差计算
电气及其自动化专业之静态误差系数与稳态误差计算首先，我们需要明确什么是静态误差系数与稳态误差。
静态误差系数是指系统对于稳定输入信号的响应的误差与输入信号的比值。
而稳态误差则是指系统在稳定状态下输出信号与输入信号之间的差异。
对于一个控制系统，如果输入信号为单位阶跃函数（即从0瞬时跃变为1），则系统的静态误差系数为系统的稳态误差。
静态误差系数可以用于评估系统的稳定性和精度，因此在控制系统设计和分析中，静态误差系数的计算是非常重要的任务。
静态误差系数可以分为三个主要类型：零误差系数、恒定误差系数和恒定值误差系数。
零误差系数是指系统对于单位阶跃输入信号的响应是无误差的，即在稳态下，系统的输出完全等于输入信号。
恒定误差系数是指系统的静态误差是一个常数，不受输入信号的幅值大小的影响。
恒定值误差系数是指系统的静态误差与输入信号的幅值大小成线性关系。
计算电气及其自动化专业中的静态误差系数和稳态误差可以通过以下步骤进行：1.建立系统的传递函数模型。
传递函数模型描述了输入与输出之间的关系，是进行稳态误差计算的基础。
2.将传递函数模型转换为控制系统的闭环传递函数模型。
闭环传递函数模型考虑了系统的反馈回路，可以更准确地描述系统的动态响应和稳态误差。
3.根据闭环传递函数模型，计算系统的静态误差系数。
静态误差系数可以通过将输入信号设置为单位阶跃函数，然后计算系统的稳态误差得到。
4.根据系统的静态误差系数，判断系统的稳定性和精确度。
根据系统的静态误差系数，可以判断系统的性能是否满足要求，如果不满足要求，则需要进行控制器的设计和调整。
在实际应用中，静态误差系数和稳态误差计算在控制系统的设计和优化中起着重要的作用。
通过准确计算静态误差系数和稳态误差，可以评估系统的性能和稳定性，并进行控制器的设计和调整，以达到所需的控制精度和稳定性。
总结起来，电气及其自动化专业中的静态误差系数与稳态误差计算是控制系统中一个重要的内容。
通过计算静态误差系数和稳态误差，可以评估系统的性能和稳定性，并进行控制器的设计和调整。
动态误差和静态误差
• 如果控制系统的输入r(t)对t的各阶导数均存在,并且分 别用 rt, rt, ... 来表示，则动态误差eS(t)可表示为 （t→∞）
es
t
C0rt
1 2
C2rt
t
式中系数 C0、C1、C2…称为动态误差系数。
动态误差（dynamic state error）
如果系统开环传递函数G(s)H(s)为如下形式：
GsH s
K sv
bmsm b1s 1 anvsnv a1s 1
式中K为系统增益，v 为系统中积分环节的个数。此时，动
态误差系数 C0、C1、C2的计算公式如下表。
动态误差（dynamic state error）
动态误差和静态误差静态误差和稳态误差静态误差静态速度误差系数静态误差系数动态ip和静态ip的区别市盈率动态和静态静态库和动态库的区别静态测试和动态测试动态pe和静态pe
动态误差和静态误差
稳态误差（steady state error）
• 稳态误差是期望的稳态输出量与实际的稳态输出 量之差。控制系统的稳态误差越小说明控制精度 越高。
动态误差系数与静态误差系数之间存在如下的对应关系：
对0型系统
静态位置误差系数
Kp
1 C0 C0
对Ⅰ型系统
静态速度误差系数
Ku
1 C1
对Ⅱ型系统
静态加速度误差系数
Ka
2 C2
在控制系统的设计中,有时也把C0、C1和C2作为一种性能指 标。
• 灵敏度是系统的输出变量对系统特性或参数变化 的敏感程度。灵敏度的高低反映系统在特性或参 数改变时偏离正常运行状态的程度。
7 第七章 油品静态计量数量计算11.07(最后)
第七章 油品静态计量数量计算对油品计量的最终目的是获得其数量（体积或质量）。
物质的质量是由其体积和密度决定的，在油品计量中，油品的密度会由人工或自动采集直接得到，而油品的体积则要通过测得的油品高度查找储油容器容积表得到。
第一节 术语及基本计算方法一、术语1、标准温度（t 20）确定某些随温度变化的物理量时选定的一个参照温度，我国规定101.325kPa 大气压下的标准温度为20℃。
2、 游离水（FW ）在油品中独立分层并主要存在于油品下面的水，其体积为FW V 。
3、沉淀物和水（SW ）油品中的悬浮沉淀物、溶解水和悬浮水总称为沉淀物和水，其体积为SW V 。
4、总计量体积（to V ）在计量温度下，所有油品、沉淀物和水以及游离水的总测量体积。
5、毛计量体积（go V ）在计量温度下，已扣除游离水的所有油品以及沉淀物和水的总测量体积。
6、毛标准体积（gs V ）在标准温度下，已扣除游离水的所有油品及沉淀物和水的总体积。
7、净标准体积（ns V ）在标准温度下，已扣除游离水及沉淀物和水的所有油品的总体积。
8、表观质量（m ）是油品在空气中称重所获得的数值，也习惯称为商业质量或重量。
它有别于未进行空气浮力影响修正的真空中的质量。
9、毛表观质量（ ） 与毛标准体积对应的表观质量。
10、净表观质量（n m ）与净标准体积对应的表观质量。
11、沉淀物和水的修正系数（CSW ）为扣除油品中的沉淀物和水，将毛标准体积修正到净标准体积或将毛质量修正到净质量的修正系数。
12、罐壁温度修正系数（CTSh ）将油罐从标准温度下的标定容积修正到使用温度下实际容积的修正系数。
13、表观质量换算系数（WCF ）将油品从标准体积换算为空气中的表观质量的系数。
该系数等于标准密度减去空气浮力修正值。
根据国际标准空气浮力修正值为 1.1kg/m 3或0.0011g/cm 3。
即：WCF =20ρ-1.1或WCF =20ρ-0.0011。
静态计量技术和方法剖析
静态计量技术和方法油品静态人工计量是目前应用的一种油品计量方法。
它是通过人工计量操作测取储油容器中油品高度、温度、密度等参数，然后应用容器容积表和1885《石油计量表》计算其油品质量。
第一节基本概念油品静态计量常用术语如下：1．检尺用量油尺测量容器内油品液面高度（简称油高）的过程。
2．检尺口（计量口）在容器顶部，进行检尺、测温和取样的开口。
容器的检尺口必须直接通到容器内液体中。
常压容器如果使用计量管，管上必须有改善测量准确度的槽孔。
如果容器设有多个计量口，则每个计量口都应有一个编号或清晰的标记，应在计算容器容积表的计量口测量油高或空距。
3．参照点在检尺口上的一个固定点或标记，即从该点起进行测量。
参照点应设在固定的检尺位置处，并应将检尺点到参照点的高度清晰地标注在容器顶部的检尺口附近。
参照点至检尺点高度应在标定容器时测定，并应定期核实。
4．参照标记在容器检尺口上参照点处所作的标记。
在容器上，测量油高和测量空距的检尺口上应有适当的参照标记。
参照标记应选择在尺铊不受任何阻碍就能接触到检尺板的位置处。
5．检尺板（基准板）一块焊在容器底（或容器壁）上的水平金属板，位于参照点的正下方，作为测深尺铊的接触面。
检尺板应设在受容器底变形影响最小，或受容器壁的膨胀或收缩影响最小的位置点上。
6．检尺点（基准点）在容器底或检尺板上，检尺时测深尺铊接触的点。
7．参照高度从参照点到检尺点的垂直距离。
8．油高从油品液面到检尺点的垂直距离。
9．水高从油水界面到检尺点的垂直距离。
10．空距从参照点到容器内油品液面的垂直距离。
11．检实尺用量油尺直接测量容器内液面至检尺点间距离的操作。
12．检空尺用量油尺测量容器内空距的操作。
13．计量温度储油容器或管线内的油品在计量时的温度，℃。
14．试验温度在读取密度计读数时的液体试样温度，℃。
15．视密度在试验温度下，密度计在液体试样中的读数，可kg/m3或g/cm3。
16．标准密度在标准温度20℃下的密度，kg/m3。
第八章 静态测量数据处理
2、数据描点与曲线描绘 在一般情况下，根据试验数据即可在 坐标线上标出数据点。如果考虑到试验 的误差，则采用空心圆、三角圆、矩形、 正方形、十字形以及叉号等表示不同的 数据，其中心代表算术平均值，半径或 边长代表测量误差，如图8-1所示。
在曲线描绘中，数据点不可能全部落在一条光 滑的曲线上。一般作曲线的原则为：曲线应光滑匀 整，所有数据点要靠近曲线，大体上随机分布在曲 线两侧并落在误差带范围内，但不必都在曲线上， 在曲线急剧变化的地方，数据点应选密一些，如图 8-2所示。 主要有两种方法： （1）分组平均法：把试验数据点分成若干组， 每组包含2～4个数据点不等，然后按分别求出各组 数据点几何质心的坐标（ x1 , y1），（ x2 , y2 ），…, （ xm , ym）进行曲线描绘的方法。
把方差分析的所有平方和及自由度归纳在一个简单 的表格中，这种表格称为方差分析表,见表8-2。
（2）相关分析法 由于回归平方和U与总离差平方和Qz的比值反映 了回归的效果，比值越大，即U越大，Qy越小， 则两变量的线性关系越密切。因此令
blxy lxy U = = r= Qz l yy lxx l yy
图8-3a是取相邻数据点平均描绘的曲线。 图8-3b是取3～4个数据点平均描绘的曲线。
(2)残差图法：当描绘的曲线存在直线关系时，若得 直线时最佳得，则此时残差和 ∑Vi ≈ 0以及残差平方 和 ∑Vi 2 趋向最小值。若所得直线与理想得最佳直线 发生了偏斜，则此时得残差和 ∑ Vi ≠ 0。作出 Vi ~ X i 得残差图，分析其变化规律然后予以修正，这就是 利用残差图法修正直线得基本思想。 AA' ，如图 设试验数据服从于一条理想得直线 BB ' 代表有偏差的直线。对这样有 8-4a所示。图中 偏差的直线，其修正过程可归纳如下： 1）列出试验数据对 X i , Yi 之值，并标注在坐标 纸上。 2）根据坐标点作一条直线如图8-4b所示，并求 出此直线的方程： y＝ax＋b （8-1）
静态测量的常见问题分析
8. 数据删除后如何再获取？
9. 静态数据处理整体过程 ？
1.任务的建立 2.坐标系统的建立 3.数据的导入 4.数据检查 5.基线的处理 6.网平差 7.成果检查 8.成果提交
9.1 任务的建立?
打开电脑“开始—— 程序—— 华测静态处理—— 静态处理软件”或者 直接打开桌面上的快捷方式。
常规静态测量 快速静态测量
静态测量
2. 按何种等级进行静态测量？ GPS的精度等级——GPS测量规范
国家测绘局1992年制定的我国第一部《全球定位系统(GPS)测量规 范》将GPS的测量精度分为AA、 A、B、C、D、E等六级。其中AA级研 究全球地壳变化 、板块运动等， A、B两级一般是国家GPS控制网。我 国的国家GPS网就是按照这一精度标准设计的。C、D、E三级是针对局 部性GPS网规定的。 GPS网相邻点的平均边长 km
11. 如何进行网平差 ？
网平差-网平差设置
如上图，在“网平差”——” 网平差设置“，根据具体情况选择三维 平差，二维平差，水准高程拟合，如果中央子午线需要改，就在”重置中央子 午线“，重新输入改正后的中央子午线，注意度分秒要用”：“分开，比如106 度30分就输成 106：30，其他的如自由网平差，二维平差设置，高程拟合方案 等都可以默认。
2.0 1.0 0.5
≤10
≤10 ≤10 ≤10
5
5 5
≤2
≤5 ≤10 ≤20
1
2 2
50
50 50 50
10
10 10
2. 按何种等级进行静态测量？ GPS的精度等级——地质调查
为满足地质调查测点定位的精度要求，按相邻点的平 均距离和精度划分为一、二级。
8 第八章 静态计量误差分析11.07.
第八章 静态计量误差分析应用静态方式对油品进行计量时，常用的计量器具主要有立式金属罐（包括外浮顶罐和内浮顶罐）、卧式金属罐(包括铁路油罐车、汽车油罐车和油库或加油站卧式储油罐)及油船(包括油驳和油轮)等。
对任何一种计量器具而言，其自身及使用中存在或产生各类误差是必然的。
而计量器具的误差又必然会影响其计量结果的准确性。
因此，了解各类误差产生的原因，并对其进行研究分析，以采取相应有效的措施，尽量降低和减少误差的影响是非常必要的。
第一节 立式金属罐计量误差分析立式金属罐作为静态计量方式中主要的计量器具，应用非常广泛。
在JJF1014《罐内液体石油产品计量技术规范》中规定了立式金属罐的计量准确度为±0.35%。
一、立式金属罐综合误差的定量分析目前国内常用的油品商品质量交接的计量公式有F V m ⋅⋅=2020ρ （8-1）2020)1.1(V m ⋅-=ρ （8-2）t t V D m ⋅= （8-3）f r f w to }]){[(m WCF VCF CTSh V V m -⨯⨯⨯-= （8-4）下面以式8-2为例分析误差来源。
由式8-2可推导出油品商品质量的计量误差公式为1.1)1.1(20202020--+=ρρd V V d m m d （8-5） 以下分析式8-5的各项误差来源。
1、油品标准密度 20ρ方面的误差估计 (以20ρ取720.0kg/m 3和置信概率为95%为例)式8-5中主要有下列误差因素： （1）视密度和视温度测量误差造成20ρ的误差1δ① 视密度t ρ测量误差U 1按照GB/T1884《原油和液体石油产品密度实验室测定法》规定，若使用SY －I 型石油密度计，其最小分度值为0.5 kg/m 3，准确度为±0.5kg/m 3，故该密度计带来的基本误差是±0.5kg/m 3。
测量油品密度时，示值估读误差为±0.2kg/m 3。
据部分油罐测试证明：只要罐内油品不是明显分层，则在1/6高度和5/6高度处油品密度差值就不会大于0.1kg/m 3，故按规程分别从上、中、下层取样，其代表性试样的密度差不大于±0.3kg/m 3。
对系统静态误差的分析和研究
现代工程控制理论实验报告学生姓名：任课老师：学号：班级：实验四：对系统静态误差的分析和研究一、实验内容及目的实验内容：对一闭环控制系统进行仿真，其系统方框图如下。
Kp+ki*s n1 n21.120s1-要求：（1）分别在比例控制器、比例-积分控制器的作用下，对系统输出进行仿真。
（2）每次仿真，系统所加的干扰可以分为以下几种情况：○1R=1，n1=0，n2=0；○2R=0，n1=0，n2=0.1；○3R=0，n1=0，n2=0.1;○4开始时只有R=1，等系统稳定后引入n1=0.1，系统再次稳定后引入n2=0.1。
（3）通过改变系统不同环节的增益分析系统静态误差的变动情况。
实验目的：（1）研究系统型别对静态误差的影响，分析控制环节和静态误差的关系。
（2）研究系统不同位置加入的干扰对系统静态误差的影响。
（3）研究系统静态误差和各个环节增益之间的关系二、实验方案及步骤实验方案：利用MATLAB对系统进行仿真，绘制并观察系统的输出曲线，利用“系统品质衡量函数”求得系统的静态误差。
步骤一：首先利用matlab程序编写对系统进行仿真的子函数，其关键语句如下：步骤二：之后通过函数调用的方式，在不同控制环节和不同干扰因素的条件下调用上述子函数，同时调用value 和plot函数，绘制系统的输出曲线，并标注系统的各项品质。
部分程序如下：三、实验结果及分析1、在不同强度的比例控制作用下，系统的输出（1）只加入期望R=1对于控制对象为一阶惯性环节只采用比例控制的系统，当输入为阶跃信号时，系统总会存在静态误差。
且比例控制作用越小，系统的静态误差越大。
（2）只在控制环节后加入干扰u1=0.1对于控制对象为一阶惯性环节只采用比例控制的系统，当在控制环节的输出量中加入一个恒定的干扰信号，系统总会存在静态误差。
且比例控制作用越小，系统的静态误差越大。
（3）只在执行器后加入干扰u2=0.1同样对于控制对象为一阶惯性环节只采用比例控制的系统，当在系统的输出中加入恒定的扰动信号是时，系统总会存在一个静态误差。
控制系统静态误差分析
控制系统静态误差分析控制系统是现代工业中常见的一种自动控制方式，它可以帮助我们实现对各种工艺过程的监测和调节。
然而，在实际应用中，控制系统往往难以完全消除误差，这就需要我们进行静态误差分析，以便更好地理解系统的性能和改进控制策略。
一、静态误差的定义和分类静态误差是指控制系统在稳态下输出值与期望值之间的偏差。
根据误差的正负和大小，我们可以将静态误差分为零误差、恒定偏差、恒定百分比偏差和非恒定百分比偏差等几种情况。
1. 零误差：当系统的输出值与期望值完全一致时，即误差为零，我们称之为零误差。
这种情况在理论上是最优的，但在实际控制中很难实现。
2. 恒定偏差：当系统的输出值与期望值之间存在一个恒定的差值时，我们称之为恒定偏差。
这种情况通常是由于系统的固有特性造成的，可以通过传感器校准等手段进行补偿。
3. 恒定百分比偏差：当系统的输出值与期望值之间存在一个恒定的百分比差值时，我们称之为恒定百分比偏差。
这种情况通常是由于系统的非线性特性造成的，可以通过改变控制策略或增加补偿环节来减小偏差。
4. 非恒定百分比偏差：当系统的输出值与期望值之间存在一个非恒定的百分比差值时，我们称之为非恒定百分比偏差。
这种情况通常是由于系统的动态特性或参数变化造成的，需要通过系统辨识和自适应控制等方法进行补偿。
二、静态误差分析的方法为了准确地分析控制系统的静态误差，我们可以采用以下几种常见的方法：1. 数学建模方法：通过建立系统的数学模型，可以利用数学工具对系统的性能进行分析。
例如，可以使用传递函数或状态空间模型描述系统的动态特性，进而通过数学推导得到系统的静态误差表达式。
2. 实验测试方法：通过实验测试，我们可以获取系统的输入输出数据，并根据实际测量结果进行分析。
例如，可以进行阶跃响应实验或频率响应实验，从实验数据中计算系统的静态误差。
3. 模拟仿真方法：利用计算机软件进行仿真模拟是一种快速有效的方法。
通过在仿真环境中输入期望值，观察系统输出与期望值之间的差异，可以得到系统的静态误差。
静态误差系数
静态误差系数一、引言静态误差系数是指测量仪器在稳定状态下的误差。
它是评估仪器精度的重要指标之一，对于许多领域的测量和控制都有着重要的应用价值。
本文将从静态误差系数的定义、计算方法、影响因素以及应用方面进行详细介绍。
二、静态误差系数的定义静态误差系数是指测量仪器在稳定状态下，由于内部结构或外部环境等因素所引起的系统性误差。
它通常用百分比表示，即：静态误差系数 = 系统性误差 / 满量程× 100%其中，系统性误差是指仪器输出值与真实值之间存在的偏差，满量程是指仪器能够测量到的最大值。
三、静态误差系数的计算方法1. 直接法：将被测物理量从小到大依次加入到待测仪器中，并记录每个物理量所对应的输出值。
然后根据真实值和仪器输出值之间的偏差计算出系统性误差，并代入公式中进行计算。
2. 反演法：首先通过专门设计好的反演装置将待测物理量进行反演，然后将反演后的值输入到仪器中进行测量。
根据反演值和仪器输出值之间的偏差计算出系统性误差，并代入公式中进行计算。
四、静态误差系数的影响因素1. 仪器本身的结构和精度：仪器本身的结构和精度对静态误差系数有着重要影响。
一般来说，结构更加复杂、精度更高的仪器其静态误差系数会更小。
2. 环境因素：温度、湿度、压力等环境因素都会对仪器的测量精度产生影响，从而导致静态误差系数发生变化。
3. 操作人员技能水平：操作人员的技能水平也会对测量结果产生影响。
如果操作不当或者技能水平较低，可能会导致测量结果偏离真实值，从而增大静态误差系数。
五、静态误差系数的应用1. 评估仪器精度：通过计算静态误差系数，可以评估出待测仪器在稳定状态下的系统性误差大小，从而确定其精度水平。
2. 优化仪器结构：通过分析静态误差系数的影响因素，可以针对性地优化仪器的结构和制造工艺，从而提高其测量精度。
3. 提高操作人员技能：通过培训和实践等方式，提高操作人员的技能水平，从而减小操作误差，降低静态误差系数。
六、总结静态误差系数是评估仪器精度的重要指标之一。
pi静态误差
pi静态误差静态误差是指系统在稳态工作时与理想输出值之间的差异。
在控制工程中，静态误差是我们常常需要关注的一个问题，因为它会直接影响到系统的性能和输出质量。
静态误差有三种类型，分别是零点误差、增益误差和非线性误差。
首先，我们来看一下零点误差。
零点误差是指系统在输入为零的情况下输出的偏差。
在理想情况下，系统应该在输入为零时输出也为零，但实际上由于各种因素的影响，系统输出可能存在一个非零值。
这个误差会导致系统无法完全抵消输入的影响，进而影响系统的响应速度和准确性。
零点误差的原因可以是传感器的偏置误差、执行机构的静摩擦力等。
在实际应用中，我们可以通过校准传感器和减小执行机构的摩擦力来降低零点误差。
另外，我们还可以采用补偿算法来对零点误差进行修正，如使用反馈控制来对输出进行修正。
其次，增益误差是指系统输出的幅值与输入的幅值之间的差异。
在理想情况下，系统应该将输入的幅值放大或缩小一个固定的比例，但实际上由于系统的不完美性，输出的幅值可能与输入的幅值存在差异。
这个误差会导致系统的放大失真或缩小不足，进而影响系统的增益稳定性和输出精度。
增益误差的原因可以是系统的非线性特性、传感器的非线性特性等。
在实际应用中，我们可以通过校准传感器和优化系统的设计来降低增益误差。
另外，我们还可以采用补偿算法来对增益误差进行修正，如使用比例-积分-微分控制器来对输出进行修正。
最后，非线性误差是指系统的输出与输入之间存在非线性关系。
在理想情况下，系统的输出与输入应保持线性关系，但实际上由于系统的非线性特性，输出与输入之间可能存在非线性关系。
这个误差会导致系统的响应变得不可预测，进而影响系统的稳定性和输出的准确性。
非线性误差的原因可以是系统的非线性特性、传感器的非线性特性等。
在实际应用中，我们可以通过优化系统的设计和选择合适的传感器来降低非线性误差。
另外，我们还可以采用补偿算法来对非线性误差进行修正，如使用模糊控制或神经网络控制来对输出进行修正。
系统的静态偏差
系统的静态偏差系统的静态偏差是指在控制系统中，当输入信号发生变化时，输出信号在稳定状态下与输入信号之间的差异。
静态偏差是控制系统中常见的问题之一，对于系统的稳定性和性能影响较大。
本文将从控制系统的角度，对静态偏差进行分析和解释。
一、静态偏差的定义在控制系统中，我们通过输入一个期望值（设定值）来控制输出信号，使其尽可能接近期望值。
然而，在实际应用中，由于各种因素的影响，输出信号往往会与期望值存在一定的差异，这就是静态偏差。
静态偏差可以分为正向偏差和负向偏差，分别表示输出信号高于或低于期望值。
二、静态偏差的原因1. 系统非线性：控制系统中的元件和传感器往往存在非线性特性，例如饱和现象、滞后效应等，这些非线性特性会导致系统的输出与输入之间存在偏差。
2. 摩擦和阻尼：机械系统中的摩擦力和阻尼力会对系统的运动产生影响，从而引起静态偏差。
3. 外部干扰：控制系统往往受到外界环境的干扰，例如温度变化、噪声等，这些干扰会影响系统的输出，导致静态偏差的产生。
4. 参数误差：在实际系统中，元件的参数往往存在一定的误差，这些误差也会导致静态偏差的产生。
三、静态偏差的影响静态偏差会对控制系统的性能和稳定性产生一定的影响：1. 稳定性：静态偏差会导致系统难以达到稳定状态，甚至引起系统的不稳定。
2. 精度：静态偏差会降低控制系统的精度，使得系统的输出与期望值之间的差异较大。
3. 鲁棒性：静态偏差会降低系统的鲁棒性，使系统对参数变化和干扰的抵抗能力下降。
四、静态偏差的解决方法为了减小或消除静态偏差，我们可以采取以下方法：1. 增加控制器增益：通过增加控制器的增益，可以增大控制信号对系统的影响，从而减小静态偏差。
2. 引入补偿器：在控制系统中引入补偿器，可以根据系统的特性和需求，对输出信号进行补偿，从而减小静态偏差。
3. 优化系统参数：通过对系统的参数进行优化，可以减小参数误差对系统的影响，从而减小静态偏差。
4. 增加反馈环节：在控制系统中增加反馈环节，可以通过对输出信号进行反馈控制，从而减小静态偏差。
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第八章 静态计量误差分析应用静态方式对油品进行计量时，常用的计量器具主要有立式金属罐(包括外浮顶罐和内浮顶罐)、卧式金属罐(包括铁路油罐车、汽车油罐车和油库或加油站卧式储油罐)及油船(包括油驳和油轮)等。
对任何一种计量器具而言，其自身及使用中存在或产生各类误差是必然 的。
而计量器具的误差又必然会影响其计量结果的准确性。
因此，了解各类误差产生的原因，并对其进行研究分析，以采取相应有效的措施，尽量降低和减少误差的影响是非常必要的。
第一节立式金属罐计量误差分析立式金属罐作为静态计量方式中主要的计量器具，应用非常广泛。
在 体石油产品计量技术规范》中规定了立式金属罐的计量准确度为±).35%。
一、立式金属罐综合误差的定量分析目前国内常用的油品商品质量交接的计量公式有m20 V 20F(8-1) m (201.1) V 20(8-2) m D t V t(8-3) m {[(V to V fw ) CTSh] VCF WCF} m f r(8-4)下面以式8-2为例分析误差来源。
由式8-2可推导出油品商品质量的计量误差公式为dm dV 20 d ( 20 1.1) (8-5) mV 20201.1以下分析式8-5的各项误差来源。
1、油品标准密度 20方面的误差估计(以20取720.0kg/m 3和置信概率为95%为例)式8-5 d( 201.1)/( 201.1)中主要有下列误差因素：(1 )视密度和视温度测量误差造成 20的误差1① 视密度t 测量误差U 1按照GB/T1884《原油和液体石油产品密度实验室测定法》规定，若使用 SY — I 型石油密度计，其最小分度值为 0.5 kg/m 3,准确度为±).5kg/m 3,故该密度计带来的基本误差是±).5kg/m 3。
测量油品密度时，示值估读误差为±).2kg/m 3o 据部分油罐测试证明：只要罐内油品不是明显分层，则在1/6高度和5/6高度处油品密度差值就不会大于0.1kg/m 3,故按规程分别从上、中、下层取样，其代表性试样的密度差不大于±).3kg/m 3o 由于上述各分项误差的符号是不确定的，彼此相互独立，没有相关性，所以视密度的测量误差 U 1按方和根法合成，即U 1 ■■ 0.52 0.22 0.32 =±).616 kg/m 3② 视温度t 测量误差U 2根据国标GB/T1884规定，若使用分度值为 0.2C 的玻璃全浸棒式水银温度计，则其基本误差为±).3 C 。
读取温度示值时，示值估读误差为±0.1 C 。
由于读取密度计和温度计示值时的不同步，估计在这段时间间隔内温度计的示值变化不会大于 ±)2C,故温度计的测量误差为JJF1014《罐内液U 20.32 0.12 0.220.37 C③由视密度和视温度测量导致标准密度 20的误差,GB/T1885规定在查标准密度表之前， 可从密度计读数中减去0.000002 t (t-20)，其中；为玻璃密度计读数，t 为试验温度。
但在实际工作中计量人员未执行此规定，所以由此造成 的误差为(2)石油密度换算表误差造成 20的误差2GB/T1885《石油计量表》等效采用了国际标准 ISO91-1 ;而ISO91-1标准采用了美国 ASTMD1250标准；该标准是采取世界范围内的349种油品样品制订的，其误差为0.66kg/m 3。
则(3)油品密度空气浮力修正值误差 3油品密度的空气浮力修正值为1.1kg/m 3,它是根据油量计算公式及20取600.0〜1000.0kg/m 3之间的不同数值，经过计算，取的平均值。
所以只有当20 =675.8 kg/m3时，空气浮力修正值才正好为 1.1kg/m 3。
但实际中标准密度不可能正好是 675.8kg/m 3，因此若考虑 最大误差值，则空气浮力修正值误差为±).05kg/m 3,故(4) d( 20 1.1)/( 20 1.1)方面的误差合成在上述误差因素中， 各项误差之间基本是独立的。
各项误差取其最大值， 符号均作不定 处理。
各项误差概率分布未知， 且系统误差占主要成分， 所以综合误差d( 20 1.1)/( 20 1.1) 采用均匀分布合成法进行合成。
在置信概率为95%时，上述误差项n=3,查均匀分布和置信因子表有K a =1.94。
则有代入数据，得在误差公式罟驴 中，八CF 。
(1)立式油罐容积检定误差造成 V t 的误差e 1根据JJG168《立式金属罐容量检定规程》的规定， 容量为100〜700 m 3的油罐，检定的 总不确定度不大于 0.2%;容量为700m 3以上的油罐，检定的总不确定度不大于 0.1%。
所以, 当油罐容量为100〜700m 3时，e 1= ±0.2%；当油罐容量大于 700 m 3时，e 1=±0.1%。
由于实际 使用中的立式金属罐容量一般大于 700m 3,因此选e 1 = ±0.1%。
(2) 油高测量误差造成 V t 的误差e 2 当用量油尺测量油品高度时，根据 JJF1014规范，油高测量的重复性误差为 ±1mm ;示油膏引起的示值变化误差不应超过 ±0.5mm ;示值估读误差为 ±).5mm ;其它原因引起的误差取±1mm 。
这样，油高测量总误差合成为dH = ±±h +0.5 +0.5+1 = ±1.32 mm根据JJF1014规范，为保证计量准确度，用立式油罐收、发油时，每次收发量不小于满 储量的25%，这对于10m 高的油罐而言，即相当于每次最低收发油高度为2.5m 。
以2.5m 作d t 0.000002 dt120U i0.000002 U0.09 %20d 202200.66 720.00.092%3d( 20 1.1"(201.1)0.05 720 1.10.007 %d( 20 1.1)201 .1d( 20 1 .1) /( 201.1) = ±).144%2、油品标准体积 V 20方面的误差估计为最低油高计算油高测量误差造成V t的误差e2 = dV t/V t =dH/H = ±.58/2500 = 0±63%(3)水高测量误差造成V t的误差e3根据JJF1014规范，示水膏引起的示值极限误差为±0.5mm；量水尺基本误差为±0.5 mm; 示值估读误差为±0.5 mm;测量重复性及其它因素带来的误差为±1 mm,则水高测量误差为dH1 0.520.520.5212 1.58 mm水高测量误差造成V t的误差e3为e3=dV t/V t =dH1/H= ±1.32/2500= ±053%(4)罐壁温度非20 C造成V t的误差e4按照JJF1014规范，当罐壁平均温度与标准温度( 20C)相差不超过±10C时，立式非保温罐的罐壁钢体膨胀可不考虑温度修正。
如需要修正时，修正公式为V 乂[1 2 (t 20)] (8-6)式中一罐壁材料的线膨胀系数，取 1.2 >10-5C -1;V B—油罐容积表表载容积，m3；t —罐内油品温度，C。
这样，在(20 ±0) C之间没有进行温度修正，造成的误差为e4=dV t/V t =2 dt= ±(2 M.2 X0「5X10)= ±.024%(5)量油尺温度非20 C造成V t的误差e5按JJF1014规范，当罐内油品温度与标准温度( 20C)相差不超过±10C时，量油尺不需要进行温度修正。
如需要修正时，修正公式为H H d[1 (t 20)] (8-7)这样，在(20 ±0) C之间没有对量油尺进行温度修正，造成的误差为e s=dV t/V t = dt=±1.2 W5X10)= ±.012%(6)罐内油温测量误差造成V t的误差e6根据国标GB/T8927《石油及液体石油产品温度测量法》规定，温度计的基本误差为±0.3C ;按照标准测量得到的油品平均温度的代表性误差不会超过±03C ;读取温度计示值的估读误差为0.1 C ;温度计离开测温点后到读取数值期间，其示值变化不会大于±0.3C。
故罐内油温测量误差dt J0.32 3 0.120.53 C从GB1885《石油计量表》表60B中可以看到：当20=720.0 kg/m3时，温度每变化1 C,VCF变化0.0012。
因此由V M VCF可得V20的误差e6e6=dV20/V20=dVCF(t-20) = (±0012 0^3)= ±064%(7)VCF值误差造成V t的误差e7根据GB/T1885《石油计量表》，由查VCF值表，因存在±0.178%的误差(置信概率为95%时),会给VCF带来0.00001 C-1的误差；考虑到油温在(20 ±10)C时忽略不计膨胀系数影响的因素，贝U VCF误差造成的V20的误差为e7=dVCF (t-20)= ±00001 W= ±0.01%(8)dV20/V20方面的误差合成在置信概率为95%时，上述误差项数为7,即n=7,由查均匀分布和置信因子表得到K a=1.94 , 则大于700m3油罐的综合误差为e 2 e ； e 2 e 2 e 2 e 2 e 2 0.165%3、油品计量综合误差dm/m 的合成当置信概率为95%时，700m 3以上立式金属罐内油品质量计算误差按代数和方法进行合 成为dm dV 20 m V 20d ( 201\1)=( ±.144%)+( ±165%)= ±31%20以上分析证明了 JJF1014《罐内液体石油产品计量技术规范》 中的规定----立式金属罐的计量准确度为±）.35%。
1、立式拱顶金属罐及外浮顶油罐（1）油罐储油后液面高度的变化对检尺口总高的影响对于有计量口无量油管的油罐，液体密度变化引起的影响较小。
而对于有量油管无通孔和有量油管有通孔的油罐，液体密度变化所造成的影响较大。
尤其是对于有量油管无通孔的油罐，量油管的开口在下部与管外液体相通，罐内液体通过此口进入管内，这样管内上、中 部总保留一些残液。
这些残液与罐内液体密度存在差异。
对于浮顶油罐，尤其是应用软密封技术后，浮顶罐的密封性能更好。
这样浮顶油罐浮顶 下边缘空间易呈现正压状态，而检尺口处为常压， 这样，也将造成检尺口处液面低于罐内整 个液面高度。