雙容水箱對象的建模、仿真、控制系統(tǒng)與設計_第1頁
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文檔簡介

1、任務一、雙容水箱對象的建模、仿真、控制系統(tǒng)分析與設計一、實際水箱系統(tǒng)介紹 A3000現(xiàn)場系統(tǒng)包括三水箱，一個鍋爐，一個強制換熱器，兩個水泵，兩個流量計，一個電動調(diào)節(jié)閥。其他還包括加熱管，大水箱。 1、建立二階水箱液位對象模型 用機理建模（白箱）方法建立系統(tǒng)模型并線性化 用試驗建模（黑箱）方法辨識被控對象數(shù)學模型，并通過仿真分析模型辨識的效果 水槽模型數(shù)據(jù)曲線水槽模型數(shù)據(jù)曲線 一階上行模型使用兩點法在上選取兩個坐標值和，只要求0，這三個數(shù)值之間有明顯的差異即可。則式中分別為 。解得開始穩(wěn)定的時候： Y=26.6251 t=1136從曲線上取兩個點 (30.31,1179) 和 （36.95,13

2、88）所以 同理 下行辨識結(jié)果為：傳遞函數(shù)為 二階上行建模：開始穩(wěn)定的時候： Y=36.73 t=1137從曲線上取兩個點 （168,0.4） 和 （373,0.8）解得： 所以系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：同理 下行辨識的結(jié)果為：所以系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為機理建模：設輸入控制作用為u 第一個水箱的液位 第二個水箱的液位為水箱1的截面積為 水箱2的截面積為 連接閥的虹之作用為水箱2 的閥門為 (1) (2)把（2）帶入（1）得當系統(tǒng)平衡時：在工作點處進行線性化： 綜上可得：將在處展開成泰勒級數(shù)，只取到線性項：最后得到線性化的方程為： 其中 則系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： 解得：一階機理模型為： 模型比較：二階模型比較：一階模型比較：誤差分析：1.實驗所用仿真裝置存在誤差，即系統(tǒng)誤差。2.在讀數(shù)階段存在估讀，會產(chǎn)生誤差；在讀圖取點時也有誤差。3.辨識二階模型時，求取時間常數(shù)的公式里有近似環(huán)節(jié)。4.構(gòu)建機理模型，在線性化過程中存在近似。在機理建模線性化過程中我們將高次項舍去，造成一定的誤差。實驗總結(jié)：由于實驗前準備比較充分，在實驗過程中并沒有遇到太大的問

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