双容水箱液位静动态特性测试(实验一)

青岛科技大学实验报告

年月日

姓名专业班级同组者

课程实验项目双容水箱液位静、动态特性测试

一、实验目的

1. 熟悉双容水箱的数学模型及其阶跃响应曲线。

2. 根据由实际测得双容液位的阶跃响应曲线，确定其传递函数。

二、实验设备

1. THJ-2型高级过程控制系统实验装置

2.计算机、MCGS工控组态软件、RS232/485转换器1只、串口线1根

3. 万用表 1只

三、实验原理

图1 双容水箱对象特性结构图

由图1所示，被控对象由两个水箱相串联连接，由于有两个贮水的容积，故称其为双容对象。被控制量是下水箱的液位，当输入量有一阶跃增量变化时，两水箱的液位变化曲线如图2所示。由图2可见，上水箱液位的响应曲线为一单调的指数函数（图2(a)），而下水箱液位的响应曲线则呈S形状（图2(b)）。显然，多了一个水箱，液位响应就更加滞后。

图2 双容液位阶跃响应曲线

图3 双容液位特性参数计算

在图3所示的阶跃响应曲线上求取，利用下面的近似公式计算式

，从而得到双容对象的传递函数为。

四、实验内容与步骤

1、打开上位机，按照线路图接线。

2、检查线路，接通总电源和相关仪表的电源。

3、把调节器设置于手动位置，手动改变输出值到阀位65%，观察实时和历史曲线，使上水箱和中水箱的液位处于某一平衡位置。

4、突增/减调节器的手动输出量（建议增加到75%），重新达到平衡，作为一次阶跃输入，测得。减小手动阀位输出量到65%，使中水箱的液位由原平衡状态开始变化，经过一定的调节时间后，液位h2进入另一个平衡状态，测得。

5、两次参数求平均求得系统参数，并打印历史曲线。

五、实验要求

请给出实验的调节过程及调节参数，并附上历史曲线，分析实验结果，给出双容液位广义对象的传递函数表达式。