實(shí)驗(yàn)四 單容水箱水位動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)四單容水箱水位動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膯稳菟涫堑湫偷目刂茖ο?，該?shí)驗(yàn)包括對單容水箱水位控制機(jī)理分析，控制對象建模， 控制系統(tǒng)編程等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過對單容水箱水位的動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能綜合運(yùn)用各種知 識，學(xué)會(huì)分析控制對象的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性及其實(shí)現(xiàn)的原理，增強(qiáng)學(xué)生對控制對象特性的 理解。二、實(shí)驗(yàn)原理圖7-1單容水箱示意圖Q水流入量，由調(diào)節(jié)閥開度以來控Qo水流出量，由用戶根據(jù)負(fù)載閥來改變H 水位，被調(diào)量，反映了流入量和流出量之間的平衡關(guān)系設(shè)起始處為零值，即H = AH, Q Q , q = Aq物料平衡方程：Q - Q0)dt = FdH(7-1)其中Q. = k /(7-2)(7-3)k

2、p :閥門特性系數(shù)；R :閥門R阻力，稱為液阻;F ；水箱面積；得到對象的微分方程： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark18 o Current Document FR 竺 + H = k R p(7-4)s dtp s式(7-4 )是寫成標(biāo)準(zhǔn)形式TdH + H = Kp(7-5)dtT = FR(7-6)sK = K p Rs(7-7)式中T對象的慣性時(shí)間常數(shù)K一對象的放大系數(shù)在初始條件Hl = H0 =。，階躍輸入p(t) = Ap時(shí)的解為tH (t) = KAp (1 - e-t )(7-8)0三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)如圖7-1的組態(tài)界面；采用Fortran語言

3、設(shè)計(jì)仿真程序，包括控制子程序和水箱水 位計(jì)算子程序和主調(diào)用程序；記錄水箱水位動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)曲線。四、實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)水部分由給水泵和進(jìn)水閥組成，其中給水泵關(guān)閉時(shí)要求進(jìn)水閥聯(lián)動(dòng)關(guān)閉； 水箱水位達(dá)到一定值時(shí)，給水泵要能自動(dòng)停止，同時(shí)出水閥自動(dòng)打開；閥門特性系數(shù)K p取值范圍為15,Rs的取值范圍為0.52, F的取值范圍100200m2五、實(shí)驗(yàn)步驟在se2000平臺新建源程序，包括主程序，控制程序，設(shè)計(jì)水箱水位特性程序，并編 譯調(diào)試通過；掃描源程序，變量入庫；在se2000平臺態(tài)設(shè)計(jì)如圖7 1所示的組態(tài)界面，即虛擬盤臺，同時(shí)配置各個(gè)組態(tài) 所對應(yīng)的變量；生成新任務(wù)，配置源程序，選擇遠(yuǎn)程所在路徑，并選擇啟動(dòng)函數(shù)，即主函數(shù)；執(zhí)行任務(wù)，并設(shè)置仿真時(shí)間為1倍速啟動(dòng)給水泵，并開啟進(jìn)水閥，當(dāng)水位達(dá)到一定值(程序中設(shè)定)時(shí)，給水泵關(guān)閉， 出水閥開啟；觀察水位的