实 验 一 、 单 容 水 箱 对 象 特 性 的 测 试一 、实 验 目 的 1 、了解本实验装置的结构与组成，掌握压力变送 器 的 使 用 方 法 。2 、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整 方 法 。3 、了解单容水箱的自衡特性掌握单容水箱的数学 模 型 及 其 阶 跃 响 应 曲 线 。4 、实测单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的 方 法 分 别 确 定 它 们 的 参 数 。二 、 实 验 设 备1 、THKGK-1 型 过 程 控 制 实 验 装 置 GK-02 GK-03 GK-04 GK-072 、 万 用 表 一 只三 、 实 验 原 理 阶跃响应测试法是被控对象在开环运行状况下，待工况稳定后，通过调节器手动改变对象的输入信号（阶跃信号）。同时，记录对象的输出数据和阶跃响应曲线，然后根据给定对象模型的结构形式，对实验数据进行合理的处理，确定模型中的相关参数 。 图解法是确定模型参数的一种有用方法，不同的 模 型 结 构 ， 有 不 同 的 图 解 方 法 。单 容 水 箱 的 数 学 模 型 可 用 一 阶 惯 性 环 节 来 近 似 描述 ， 且 用 下 述 方 法 求 取 对 象 的 特 征 参 数 。单 容 水 箱 液 位 开 环 控 制 结 构 图 如 图2-1 所 示 ：图2-1 、 单容水箱液位开环控制结构图 设水箱的进水量为Q1 ，出水量为Q2 ，水箱的液面 高 度 为h ， 出 水 阀V2 固 定 于 某 一 开 度 值 。 根 据 物 料动 态 平 衡 的 关 系 ， 求 得 ：在 零 初 始 条 件 下 ， 对 上 式 求 拉 氏 变 换 ， 得 ： 式中，T=R2*C为水箱的时间常数（注意：阀V2 的开度大 小 会 影 响 到 水 箱 的 时 间 常 数 ） ，K=R2 为 过 程 的 放 大倍数，也是阀V2 的液阻，C 为水箱的底面积。令输入 流 量Q1 （ S ）=RO/S， RO 为 常 量 ， 则 输 出 液 位 的 高 度为 ： 2-2 2-3 2-4式（2-3 ）表示一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如图2-2 所示。由式（2-4 ）可知该曲线上升到稳态值的63.2%所对 应 的 时间，就是水箱的时间常数T 。该时间常数T 也可以通过坐标原点对响应曲线作切 线 ， 此 切 线 与 稳态值的交点所对应的时间就 是 时 间 常 数T 。 图2-2 阶跃响应曲线其 理 论 依 据 是 ：上式表示h...
