频率特性测试_实验报告

频率特性测试_实验报告
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中国石油大学 自动控制原理 实验报告

班级:自动化08-2班 姓名:程光亮 学号:08051209

实验七 控制系统频率测试的测试

一、 实验目的

认识线性定常系统的频率特性,掌握用频率特性法测试被控制过程模型的原理和方法,根据开环系统的对数频率特性,确定系统组成环节的参数。

二、 实验装置

1) PC585微型计算机 2) 自动控制实验教学系统软件

三、 实验原理及方法

设有两个正弦信号:{

)

sin()(Xmmsin(wt)

=x (wt)?+=wt Ym wt y

若以x (wt )为横轴,以y(wt)为纵轴 而以wt 为参变量,则随wt 的变化,x(wt)和y(wt)所确定的一条封闭曲线,这就是所谓的“李沙育图形”。如图7-1所示

由李沙育图形可求出,Xm ,Ym ,以及φ

m

Y y 22sin

1

-=?

图7-1 李沙育图形

表7-1

四、 实验步骤

(1) 根据前面的实验步骤点击实验七、控制系统的频率特性测试 (2)

首先确定被测对象的传递函数 )

1)(1()(22221+++=

s T s s T s T K

s G ζ预先设置好参数

21T T 、、ζ、K

(3)

设置好各项参数后,开始仿真分析,首先做幅频测试

按所得的频率范围由低到高,及w 由小到大慢慢改变,特别是在转折频率处更应该多去几个点

五、 实验数据处理及结果分析部分

(1)实验数据

w/(rad/sec)

0.1 0.4 0.8 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.4 1.8 2Xm 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2Ym 10 10.4 11.4 10.9 10.2 9.85 9.4 8.7 5.8 3.6 2y0 1.1

4.8

10.8

10.8

10.2

9.8

9.2

8.4

4.3

1.8

20lg(2Ym/2Xm)

13.9794

14.32007

15.1175

14.72793

14.1514

13.84812 13.44196 12.76979

9.24796

5.10545

φ -6.31532 -27.4864 -71.3283 -82.2329 -90 -95.7755 -101.84 -105.09 -132.151 -150

逆 滞后 逆 滞后 逆 滞后 逆 滞后 逆 滞后 逆 滞后 逆 滞后 逆 滞后 逆 滞后 逆 滞后

数学模型 见附表 见附表 见附表 见附表 见附表 见附表 见附表 见附表 见附表 见附表

w/(rad/sec)

4 8 9 9.

5 10 10.5 11 12 1

6 20

2Xm 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

2Ym 0.6 0.122 0.094 0.081 0.072 0.063 0.056 0.046 0.021 0.011 2y0 0.07 0.064 0.054 0.048 0.044 0.041 0.038 0.032 0.014 0.01 20lg(2Ym/2Xm) -10.4576 -24.2934 -26.558 -27.8509 -28.8739 -30.0338 -31.0568 -32.7654 -39.5762 -45.0362 φ-173.3-211.641-215.062-216.341-217.67-220.601-222.732-224.079-221.81-243.235顺超前顺超前顺超前顺超前顺超前顺超前顺超前顺超前顺超前顺超前数学模型见附表见附表见附表见附表见附表见附表见附表见附表见附表见附表

(2)实验数据处理

A:第一种处理方法:

根据表中的实验数据,确定被测系统的参数(转折频率、阻尼比、开环放大倍数等)进

而求出系统的数学模型(先在对数坐标纸上做出被测系统的对数幅频特性和相频特性,绘

制Bode图,然后由Bode图求出系统的数学模型)与实验所设置的原始参数即实际模型进

行比较。

B :第二种方法:

(1)、由实验模型即,由:)1)(1()(22221+++=

s T s s T s T K

s G ζ (其中1,5.0,1.02

1===T T ζ设置模型根据理论计算结果,绘制bode 图,绘制的理论Bode 图如下图7-2

图7-2 理论结果bode 图

(2)

、由实验曲线(把实验时记录的曲线准确的画在实验报告上)求出实验结果,在绘制Bode

图,绘制的实验Bode 图如图7-3

图7-3实验bode图

3)分析理论结果(Bode)图和实验结果(Bode)图之间的异同,如有误差请分析产生误差的原因。

同:两图形的大体趋势一直,从而验证了理论的正确性。

异:两图在拐点出有一定的差距,在某些点处也存在较大的误差。

误差分析:

1)可能是由于在读取数据上存在较大的误差,而使得理论结果和实验结果之间存在较大的误差。

2)在数值应选取上可能选的不太合适,而使得所画出的bode图形之间存在较大的差距。

3)在实验计算相角和幅值方面本来就存在着近似,从而使得误差存在,而使

得两个图形之间有差异

4)李沙育图形

w=0.1rad/sec 逆时针w=0.4 rad/sec 逆时针

w=0.8 rad/sec 逆时针w=0.9 rad/sec 逆时针

w=0.95 rad/sec 逆时针w=1.0 rad/sec 逆时针

w=1.05 rad/sec 逆时针w=1.1 rad/sec 逆时针

w=1.4 rad/sec 逆时针w=1.8 rad/sec 逆时针

w=4 rad/sec 顺时针w=8 rad/sec 顺时针

w=9 rad/sec 顺时针w=9.5 rad/sec 顺时针

w=10 rad/sec 顺时针w=10.5 rad/sec 顺时针

w=11 rad/sec 顺时针w=12 rad/sec 顺时针

w=16 rad/sec 顺时针w=20 rad/sec 顺时针

六、思考题:

(1)是否可以用“李沙育”图形同时测量幅频特性和想频特性?

答:可以用“李沙育图形“同时测量幅频特性和相频特性,在实验过程中一个频率可同时记录2Xm,2Ym,2Y0,这样可以减小作图量。

(2)讨论用“李沙育图形”测量频率特性的精度,即误差分析(说明误差的主要来源)答:用“李沙育图形”测量频率特性的精度从上面的分析处理上也可以看出是比较高的,但是在实验结果和理论的结果之间还是存在一定的差距,分析可知这些误差主要来自于从“李沙育图形”上读取数据的时候存在的误差,也可能是计算机精度方面的误差。

(3)对用频率特性测试系统数学模型方法的评测

我个人认为此次实验对掌握频率特性法测试控制过程模型的原理和方法是相当不错的。但由于此次实验的数据量很大,我觉得咱们的教学软件可以适当的改进一下,就是增加一些自动读取坐标的功能。

农产品贮运学实验报告

《农产品贮运学》 综合设计性贮藏实验报告——香蕉在微波163w下2min处理后贮藏情况 学院: 班级: 学号: 姓名: 签名: 组别: 指导教师: 2013年 12 月28日

目录 1 实验目的及意义 (1) 2 实验原理 (1) 2.1 延缓生物产品的新陈代谢 (1) 2.2 延缓生物食品的呼吸强度 (1) 2.3 降低生物食品内酶的活性 (1) 3 实验设计 (1) 3.1 供试原料 (1) 3.2 实验设计 (2) 3.3 检测内容 (2) 3.4 操作原理 (2) 3.5 实验操作流程 (4) 4 实验结果与分析 (4) 4.1 呼吸强度(排除起始值干扰) (4) 4.2 果皮色泽 (5) 4.3 可溶性糖测定 (7) 4.4 袋内O2/CO2气体变化 (7) 4.5 硬度 (8) 4.6 有机酸变化 (9) 4.7 维生素C变化 (10) 5 讨论 (10) 6 结论 (10) 7 收获和体会 (11) 8 参考文献 (11)

1 实验目的及意义 运用农产品贮运学中所学的贮藏保鲜原理和实验所提供的基本条件,将处理与对照做对比,分别进行含酸量,维生素C 测定,呼吸强度测定,2O /2CO 含量测定内容,熟悉方法操作,观察和分析香蕉采后生理及品质指标的动态变化,让我们初步掌握果蔬贮藏的基本原理和实验研究方法。 通过本次实验,对实验前相关自资料的查阅、实验的设计、实验内容的测定以及实验后资料的整理、实验报告的完成等一系列的工作的进行,可以提高我们分析问题和解决问题的能力。也可以提高我们的创造性和动手能力,巩固所学的专业知识,掌握科学研究的基本方法。 2 实验原理 微波能通常由直流电或50Hz 交流电通过一特殊的器件来获得。能引起的生物组织或系统受热而对生物体产生的生理影响。微波比其它用于辐射加热的电磁波,如红外线、远红外线等波长更长,因此具有更好的穿透性。其量子能量还不够大,不足与改变物质分子的内部结构或破坏分子之间的键。根据保鲜产品的不同,进行间歇或连续的微波处理。 微波处理的保鲜作用: 2.1 延缓生物产品的新陈代谢 在外加电场的作用下,膜电势差抹灰发生改变,当外加电场方向与膜电势方向不一致时,即会影响膜两边带电离子的定向运动,从而降低ATP 合成水平,延缓细胞新陈代谢的过程,起到保鲜作用。 2.2 延缓生物食品的呼吸强度 新鲜果蔬产品本身就存在一个静电场,正常情况下果皮带正电,果心带负电,在外加电场的作用下,果蔬自身电场发生改变,印象呼吸系统酶活动中心,导致呼吸强度下降,延长保鲜期。 2.3 降低生物食品内酶的活性 微波的作用可以改变生物体内酶蛋白周围的水分结构,从而也改变其与酶的结合状态,可能造成酶失活,起到延缓生理代谢的作用。 微波技术已被越来越多地应用于食品果蔬保鲜,很多实验都证明应用静电场处理水果蔬菜,不仅能起到降低呼吸、延缓衰老的作用,而且可保持其原色泽。 3 实验设计 3.1 供试原料 实验原料:新鲜香蕉,由实验室提供。香蕉呈青绿色,较坚硬,闻起来青涩。 实验设计思路:样品在微波163W 下处理2min ,设置为处理组;平行设计空白实验,设置为对照组。

一阶单容上水箱对象特性的测试实验报告

《控制工程实验》实验报告 实验题目:一阶单容上水箱对象特性的测试 课程名称:《控制工程实验》 姓名: 学号: 专业: 年级: 院、所: 日期: 2019.04.05

实验一一阶单容上水箱对象特性的测试 一、实验目的 1. 掌握单容水箱的阶跃响应测试方法,并记录相应液位的响应曲线; 2. 根据实验得到的液位阶跃响应曲线,用相应的方法确定被测对象的特征参数K、T和传递函数; 3. 掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、实验设备 1. 实验装置对象及控制柜 1套 2. 装有Step7、WinCC等软件的计算机 1台 3. CP5621专用网卡及MPI通讯线各1个 三、实验原理 所谓单容指只有一个贮蓄容器。自衡是指对象在扰动作用下,其平衡位置被破坏后,不需要操作人员或仪表等干预,依靠其自身重新恢复平衡的过程。图1 所示为单容自衡水箱特性测试结构图及方框图。阀门F 1-1和F 1-6 全开,设上水箱 流入量为Q 1,改变电动调节阀V1的开度可以改变Q 1 的大小,上水箱的流出量为 Q 2,改变出水阀F 1-11 的开度可以改变Q 2 。液位h的变化反映了Q 1 与Q 2 不等而引起 水箱中蓄水或泄水的过程。若将Q 1 作为被控过程的输入变量,h为其输出变量, 则该被控过程的数学模型就是h与Q 1 之间的数学表达式。 根据动态物料平衡关系有: (1) 变换为增量形式有: (2) 其中:,,分别为偏离某一平衡状态的增量; A为水箱截面积

图1 单容自衡水箱特性测试结构图(a)及方框图(b) 在平衡时,Q 1=Q 2 ,=0;当Q 1 发生变化时,液位h随之变化,水箱出口处的 静压也随之变化,Q 2 也发生变化。由流体力学可知,流体在紊流情况下,液位h 与流量之间为非线性关系。但为了简化起见,经线性化处理后,可近似认为Q 2 与h成正比关系,与阀F 1-11 的阻力R成反比,即 或 (3) 式中: R为阀F 1-11 的阻力,称为液阻。 将式(2)、式(3)经拉氏变换并消去中间变量 Q2,即可得到单容水箱的数学模型为 (4) 式中 T 为水箱的时间常数,T=RC;K 为放大系数,K=R;C 为水箱的容量系数。若令 Q1(s)作阶跃扰动,即,=常数,则式(4)可改写为: (5) 对上式取拉氏反变换得 (6) 当 t—>∞时,,因而有

实验四 控制系统频率特性的测试(实验报告)

实验四 控制系统频率特性的测试 一. 实验目的 认识线性定常系统的频率特性,掌握用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法,根据开环系统的对数频率特性,确定系统组成环节的参数。 二.实验装置 (1)微型计算机。 (2)自动控制实验教学系统软件。 三.实验原理及方法 (1)基本概念 一个稳定的线性定常系统,在正弦信号的作用下,输出稳态与输入信号关系如下: 幅频特性 相频特性 (2)实验方法 设有两个正弦信号: 若以)(t x ω为横轴,以)(y t ω为纵轴,而以t ω作为参变量,则随t ω的变化,)(t x ω和 )(y t ω所确定的点的轨迹,将在 x--y 平面上描绘出一条封闭的曲线(通常是一个椭圆)。这 就是所谓“李沙育图形”。 由李沙育图形可求出Xm ,Ym ,φ,

四.实验步骤 (1)根据前面的实验步骤点击实验七、控制系统频率特性测试菜单。 (2)首先确定被测对象模型的传递函数, 预先设置好参数T1、T2、ξ、K (3)设置好各项参数后,开始仿真分析,首先做幅频测试,按所得的频率范围由低到高,及ω由小到大慢慢改变,特别是在转折频率处更应该多取几个点 五.数据处理 (一)第一种处理方法: (1)得表格如下: (2)作图如下: (二)第二种方法: 由实验模型即,由实验设置模型根据理论计算结果绘制bode图,绘制Bode图。

(三)误差分析 两图形的大体趋势一直,从而验证了理论的正确性。在拐点处有一定的差距,在某些点处也存在较大的误差。 分析: (1)在读取数据上存在较大的误差,而使得理论结果和实验结果之间存在。 (2)在数值应选取上太合适,而使得所画出的bode图形之间存在较大的差距。 (3)在实验计算相角和幅值方面本来就存在着近似,从而使得误差存在,而使得两个图形之间有差异 六.思考讨论 (1)是否可以用“李沙育”图形同时测量幅频特性和想频特性 答:可以。在实验过程中一个频率可同时记录2Xm,2Ym,2y0。 (2)讨论用“李沙育图形”测量频率特性的精度,即误差分析(说明误差的主要来源)答:用“李沙育图形”测量频率特性的精度从上面的分析处理上也可以看出是比较高的,但是在实验结果和理论的结果之间还是存在一定的差距,这些误差主要来自于从“李沙育图形”上读取数据的时候存在的误差,也可能是计算机精度方面的误差。 (3)对用频率特性测试系统数学模型方法的评测 答:用这种方法进行此次实验能够让我们更好地了解其过程,原理及方法。但本次实验的数据量很大,需要读取较多坐标,教学软件可以更智能一些,增加一些自动读取坐标的功能。 七.实验总结 通过本次实验,我加深了对线性定常系统的频率特性的认识,掌握了用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法。使我把书本知识与实际操作联系起来,加深了对课程内容的理解。在处理数据时,需要进行一定量的计算,这要求我们要细心、耐心,作图时要注意不能用普通坐标系,而是半对数坐标系进行作图。

电子商务物流实验报告

一、实验内容 电子商务物流 二、实验目的 (1)了解我国物流业发展历程与现状。 (2)查询全球知名物流企业的运作模式; (3)了解国内外物流企业是如何在网上开展物流、配送业务的。 三、实验内容 (1)通过查找资料,网上收集我国物流业现阶段的发展情况; (2)搜寻我国物流业与国际物流业发展水平的差距; (3)思考我国物流业发展的趋势以及应该采取的模式; (4)查询全球知名企业,如沃尔玛、戴尔、海尔的物流运作模式。 (5)上网考察以下物流企业的网站:UPS(联合包裹)中国主页、上海惠尔物流公司、中海物流网、美国联邦快递。 四、实验步骤: (1)电子商务物流的定义: 电子商务物流的定义电子商务物流是一整套的电子物流解决方案,就是俗话说的ERP系统,电子上的物流显示及相关操作,物流还是需要机器和人搬运的。电子商务物流还要从传统物流做起。目前国内外的各种物流配送虽然大都跨越了简单送货上门的阶段,但在层次上仍是传统意义上的物流配送,因此在经营中存在着传统物流配送无法克服的种种弊端和问题,尚不具备或基本不具备信息化、现代化、社会化的新型物流配送的特征。

(2)我国物流业现阶段的发展状况 A企业物流仍然是全社会物流活动的重点,专业化物流服务需求已初见端倪近年来,随着买方市场的形成,企业对物流领域中存在的“第三利润源”开始有了深刻的认识。 B专业化物流企业开始涌现,多样化物流服务有一定程度的发展近年来,我国经济中出现的许多物流企业,如:一是国际物流企业,二是由传统运输、储运及批发贸易企业转变形成的物流企业,三是新兴的专业化物流企业。 C我国第三方物流市场潜力大、发展迅速,处于发展初期,而且呈地域性集中分布,中国第三方物流供应商功能单一,增值服务薄弱,整个第三方物流市场还相当分散,第三方物流企业规模小,没有一家的物流服务供应商拥有超过2%的市场份额,物流服务商认为阻碍其发展的一个最大障碍是很难找到合格的物流管理人员来推动业务的发展,使用第三方物流的客户中,有超过30%的客户对第三方物流企业不满意。 D 我国物流外包的需求状况,对客户而言,降低成本和周期,提高服务水平是面临的主要挑战,但不同行业重点不一。客户认为国际物流供应商在IT系统、行业以及专业方面具有较为丰富的经验,我国企业,尤其是传统的中国国有企业使用第三方物流服务的比例较少。客户外包物流的原因。首先是为了降低物流成本,然后是为了强化核心业务,第三是为了改善与提高物流服务水平与质量。 (3)我国物流业与国际物流业发展水平的差距:

最新第一组:一阶单容上水箱对象特性测试实验

实验一、一阶单容上水箱对象特性测试实验 一.实验目的 (1)建立单容水箱阶跃响应曲线。 (2)根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线,用作图的方法分别确定它们的参数(时间常数T 、放大系数K )。 二.实验设备 CS2000型过程控制实验装置, PC 机,DCS 控制系统与监控软件。 三、系统结构框图 单容水箱如图1-1所示: 丹麦泵 电动调节阀 V1 DCS控制系统手动输出 h V2 Q1 Q2 图1-1、 单容水箱系统结构图 四、实验原理 阶跃响应测试法是系统在开环运行条件下,待系统稳定后,通过DCS 控制系统监控画面——调整画面,(调节器或其他操作器),手动改变(调节阀的开度)对象的输入信号(阶跃信号),同时记录对象的输出数据或阶跃响应曲线。然后根据已给定对象模型的结构形式,对实验数据进行处理,确定模型中各参数。 五.实验内容步骤 1)对象的连接和检查:

(1)将CS2000 实验对象的储水箱灌满水(至最高高度)。 (2)打开以水泵、电动调节阀、孔板流量计组成的动力支路(1#)至上水箱的出水阀门.关闭动力支路上通往其他对象的切换阀门。 (3)打开上水箱的出水阀至适当开度。 2)实验步骤 (1)打开控制柜中水泵、电动调节阀、24V电源的电源开关。 (2)打开DCS控制柜的电源,打开电脑,启动DCS上位机监控软件,进入主画面,然后进入实验一画面“实验一、一阶单容上水箱对象特性测试实验”。 注满水箱打开出水阀打开阀门,连通电动调节阀 关闭支路阀打开上水箱打开上水箱打开电源 进水阀出水阀 打开泵的开关打开调节阀开关打开24V电源打开DCS控制柜电源

系统频率特性的测试实验报告

东南大学自动化学院课程名称:自动控制原理实验 实验名称:系统频率特性的测试 姓名:学号: 专业:实验室: 实验时间:2013年11月22日同组人员: 评定成绩:审阅教师:

一、实验目的: (1)明确测量幅频和相频特性曲线的意义; (2)掌握幅频曲线和相频特性曲线的测量方法; (3)利用幅频曲线求出系统的传递函数; 二、实验原理: 在设计控制系统时,首先要建立系统的数学模型,而建立系统的数学模型是控制系统设计的重点和难点。如果系统的各个部分都可以拆开,每个物理参数能独立得到,并能用物理公式来表达,这属机理建模方式,通常教材中用的是机理建模方式。如果系统的各个部分无法拆开或不能测量具体的物理量,不能用准确完整的物理关系式表达,真实系统往往是这样。比如“黑盒”,那只能用二端口网络纯的实验方法来建立系统的数学模型,实验建模有多种方法。此次实验采用开环频率特性测试方法,确定系统传递函数。准确的系统建模是很困难的,要用反复多次,模型还不一定建准。另外,利用系统的频率特性可用来分析和设计控制系统,用Bode 图设计控制系统就是其中一种。 幅频特性就是输出幅度随频率的变化与输入幅度之比,即)()(ωωi o U U A =。测幅频特性时, 改变正弦信号源的频率,测出输入信号的幅值或峰峰值和输输出信号的幅值或峰峰值。 测相频有两种方法: (1)双踪信号比较法:将正弦信号接系统输入端,同时用双踪示波器的Y1和Y2测量系统的输入端和输出端两个正弦波,示波器触发正确的话,可看到两个不同相位的正弦波,测出波形的周期T 和相位差Δt ,则相位差0360??=ΦT t 。这种方法直观,容易理解。就模拟示波 器而言,这种方法用于高频信号测量比较合适。 (2)李沙育图形法:将系统输入端的正弦信号接示波器的X 轴输入,将系统输出端的正弦信号接示波器的Y 轴输入,两个正弦波将合成一个椭圆。通过椭圆的切、割比值,椭圆所在的象限,椭圆轨迹的旋转方向这三个要素来决定相位差。就模拟示波器而言,这种方法用于低频信号测量比较合适。若用数字示波器或虚拟示波器,建议用双踪信号比较法。 利用幅频和相频的实验数据可以作出系统的波Bode 图和Nyquist 图。 三、预习与回答: (1)实验时,如何确定正弦信号的幅值?幅度太大会出现什么问题,幅度过小又会出现什 么问题? 答:根据实验参数,计算正弦信号幅值大致的范围,然后进行调节,具体确定调节幅值时,首先要保证输入波形不失真,同时,要保证在频率较大时输出信号衰减后人能够测量出来。如果幅度过大,波形超出线性变化区域,产生失真;如果波形过小,后续测量值过小,无法精确的测量。

算法实验报告

贵州大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系上机实验报告 课程名称:算法设计与分析班级:软件101 实验日期:2012-10-23 姓名:学号:指导教师: 实验序号:一实验成绩: 一、实验名称 分治算法实验- 棋盘覆盖问题 二、实验目的及要求 1、熟悉递归算法编写; 2、理解分治算法的特点; 3、掌握分治算法的基本结构。 三、实验环境 Visual C++ 四、实验内容 根据教材上分析的棋盘覆盖问题的求解思路,进行验证性实验; 要求完成棋盘覆盖问题的输入、分治求解、输出。有余力的同学尝试消去递归求解。 五、算法描述及实验步骤 分治算法原理: 分治算法将大的分解成形状结构相同的子问题,并且不断递归地分解,直到子问题规模小到可以直接求解。 棋盘覆盖问题描述: 在一个2k x 2k个方格组成的棋盘中恰有一个方格与其他的不同称为特殊方格,想要求利用四种L型骨牌(每个骨牌可覆盖三个方格)不相互重叠覆盖的将除了特殊方格外的其他方格覆盖。

实验步骤: 1、定义用于输入和输出的数据结构; 2、完成分治算法的编写; 3、测试记录结构; 4、有余力的同学尝试不改变输入输出结构,将递归消除,并说明能否不用栈,直接消除递归,为什么? 六、调试过程及实验结果 详细记录程序在调试过程中出现的问题及解决方法。 记录程序执行的结果。

七、总结 对上机实践结果进行分析,问题回答,上机的心得体会及改进意见。 通过对本实验的学习,对分治算法有了进一步的认识,对棋盘覆盖问题和其他分治问题进行了对比。 八、附录 源程序(核心代码)清单或使用说明书,可另附纸 ① #include #include using namespace std; int board[100][100],tile=1; void chessboard(int tr,int tc,int dr,int dc,int size)//tr 棋盘左上角方格的行号,tc棋盘左上角方格的列号。dr特殊方格所在的行号。dc特殊方格所在的列号。size棋盘的大小2^k. { int s; if(size==1) return ; int t=tile++; s=size/2; //覆盖左上角棋盘 if(dr=tc+s) chessboard(tr,tc+s,dr,dc,s); else { board[tr+s-1][tc+s]=t; chessboard(tr,tc+s,tr+s-1,tc+s,s); } ② //覆盖左下角子棋盘 if(dr>=tr+s&&dc=tr+s&&dc>=tc+s) chessboard(tr+s,tc+s,dr,dc,s); else { board[tr+s][tc+s]=t; chessboard(tr+s,tc+s,tr+s,tc+s,s); } } int main() { int k,tr,tc,size,i,j; cin>>k>>tr>>tc; size=pow(2,k); chessboard(0,0,tr,tc,size); for(i=0;i

实验1 二阶双容中水箱对象特性测试实验

实验1 二阶双容中水箱对象特性测试实验 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、根据由实际测得的双容液位阶跃响应曲线,分析双容系统的飞升特性。 二、实验设备 AE2000B 型过程控制实验装置、实验连接线 图1 双容水箱系统结构图 三、原理说明 如图1所示:这是由两个一阶非周期惯性环节串联起来,被调量是第二水槽的水位h 2。当输入量有一个阶跃增加?Q 1时,被调量变化的反应曲线如图2所示的?h 2曲线。它不再是简单的指数曲线,而是呈S 形的一条曲线。由于多了一个容器,就使调节对象的飞升特性在时间上更加落后一步。在图中S 形曲线的拐点P 上作切线,它在时间轴上截出一段时间OA 。 这段时间可以近似地衡量由于多了一个容量而使飞升过程向后推迟的程度,因此称容量滞后,通常以τ C 代表之。 设流量Q 1为双容水箱的输入量,下水箱的液位高度h 2为输出量,根据物料动态平衡关系,并考虑到液体传输过程中的时延,其传递函数为: 2112()()* ()(*1)(*1) s H S K G S Q S T S T S e τ-==++

图2 变化曲线 式中K=R3,T1=R2C1,T2=R3C2,R2、R3分别为阀V2和V3的液阻,C1和C2分别为上水箱和下水箱的容量系数。由式中的K、T1和T2须从由实验求得的阶跃响应曲线上求出。具体的做法是在图3所示的阶跃响应曲线上取: 1)h2(t)稳态值的渐近线h2(∞); 2)h2(t)|t=t1=0.4 h2(∞)时曲线上的点A和对应 的时间t1; 3)h2(t)|t=t2=0.8 h2(∞)时曲线上的点B和对应 的时间t2。 然后,利用下面的近似公式计算式2-1中的参数 K、T1和T2。其中:2 () K O h R ∞ == 输入稳态值 阶跃输入量 图3 阶跃响应曲线 4)12 12 t t T T 2.16 + +≈ 对于式(2-1)所示的二阶过程,0.32〈t1/t2〈0.46。当t1/t2=0.32时,为一阶环节;当t1/t2=0.46 h 0.4 0.8 2 h h 1 h 2 2 2

自动控制原理控制系统的频率特性实验报告

肇庆学院 工程学院 自动控制原理实验报告 12 年级 电气一班 组员:王园园、李俊杰 实验日期 2014/6/9 姓名:李奕顺 学号:201224122130老师评定 ________________ 实验四:控制系统的频率特性 一、实验原理 1.被测系统的方块图:见图4-1 将频率特性测试仪内信号发生器产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化, 并施加于 被测系统的输人端[r(t)],然后分别测量相应的反馈信号 [b(t)]和误差信号[e(t)]的对数幅 值和 相位。频率特性测试仪测试数据经相关运算器后在显示器中显示。 根据式(4 — 3)和式(4 — 4)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位, 在半对数座标 纸上作出实验曲线:开环对数幅频曲线和相频曲线。 系统(或环节)的频率特性 幅值和相角: G (j 3)是一个复变量,可以表示成以角频率 3为参数的 G(j 3)= G(j 3)|/G(j 3) (4 — 1) 本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特牲。 图4-1所示系统的开环频率特性为: G 1(j 3)G 2(j 3) B(j 3) 」 B(j 3) E(j 3) E(j 3) E(j 3) (4—2) 采用对数幅频特性和相频特性表示,则式( 20lgG1(j 3) G2(j 3)H(j 3)= 2 叫鵲 = 20lgB(j 3) -20lg E(j 3) (4— 3) G 1(j 3)G 2(j 3)H(j 3) 二 B(j 3)- . E(j 3) (4—4) 图4-1 被测系统方块图 4— 2 )表示 为:

根据实验开环对数幅频曲线画出开环对数幅频曲线的渐近线,再根据渐近线的斜率和转 角频确定频率特性(或传递函数)。所确定的频率特性(或传递函数)的正确性可以由测量的相频曲线来检验,对最小相位系统而言,实际测量所得的相频曲线必须与由确定的频率特牲(或传递函数)所画出的理论相频曲线在一定程度上相符,如果测量所得的相位在高频 (相 对于转角频率)时不等于-90 ° (q —p)[式中p和q分别表示传递函数分子和分母的阶次], 那么,频率特性(或传递函数)必定是一个非最小相位系统的频率特性。 2.被测系统的模拟电路图:见图4-2 图4-2被测系统 二、实验内容 (1)将U21 DAC单元的OUT端接到对象的输入端。 ⑵将测量单元的CH1 (必须拨为乘I档)接至对象的输出端。 ⑶将Ul SG单元的ST和S端断开,用排线将ST端接至U26控制信号单元中的PB0。(由于在每次测量前,应对对象进行一次回零操作,ST即为对象锁零控制端,在这里,我们用8255的PB0 口对ST进行程序控制) ⑷在PC机上分别输入角频率为1, 10,100,300,并使用“ +”、“―”键选择合适的幅值,按ENTER键后,输入的角频率开始闪烁,直至测量完毕时停止,屏幕即显示所测对象的输出及信号源,移动游标,可得到相应的幅值和相位,得到的实验波形图如图4-3到图4-10所示: 图4-3输入频率为1的波形图1

软件工程 实验报告

v1.0 可编辑可修改 院系:计算机科学学院 专业:计算机科学与技术 年级: 2013级 课程名称:软件工程 组员:司少武(1135) 兰少雄(1136) 张宇(1133) 纳洪泽(1132) 指导教师:刘卫平 2015年 12月 26 日

聊天室 1 前言 即时消息系统的研究现状 即时消息系统[1](Instant Messenger,IM)是一种在后 PC 时代兴起的,以Internet 网络为基础的,允许交互双方即时地传送文字、语音、视频等信息,能够跟踪网络用户在线状态的网络应用软件。即时消息系统产生有着深刻的社会原因:人们都有渴望社交,获得社会尊重、实现自我的需求,这正是即时消息软件风行的原动力,而物质文明的日益发达所带来副作用,又使得人们习惯与周围的人保持距离,以致人们更愿意对陌生人敞开心扉,在网络中可以跨越年龄、身份、行业、地域的限制,达到人与人、人与信息之间的零距离交流。从这点上讲,即时消息系统的出现改变了人们的沟通方式和交友文化,大大拓展了个人生活交流的空间。 本工程的主要内容 随着互联网逐步普及,人们的生活和工作也越来越离不开信息网络的支持,而聊天室是人们最常见,最直接的网上交流的方式。本聊天系统以聊天交流为主,为广大用户提供一个借助网络进行人际交往的平台,也是网络与现实最贴近的实用型网站。本文所介绍的网络聊天系统是基于开放的JAVA应用程序开发设计的,其主要特性是能动态、实时的完成信息的传递,且具有高效的交互性,更有效的处理客户请求,且具有脱离数据库技术方法,易于维护和更新的特点。 2 需求分析 本系统所要实现的主要功能是当用户聊天时,将当前用户名、聊天对象、聊天内容、聊天语气和是否私聊进行封装,然后与服务器建立Socket连接,再用对象输出流包装Socket的输出流将聊天信息对象发送给服务器端当用户发送聊天信息时,服务端将会收到客户端用Socket传输过来的聊天信息对象,然后将其强制转换为Chat对象,并将本次用户的聊天信息对象添加

第一节 单容自衡水箱液位特性测试实验

第一节 单容自衡水箱液位特性测试实验 一、实验目的 1.掌握单容水箱的阶跃响应测试方法,并记录相应液位的响应曲线; 2.根据实验得到的液位阶跃响应曲线,用相应的方法确定被测对象的特征参数K 、T 和传递函数; 3.掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、实验设备 1.实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、SA-13挂件一个、SA-14挂件一个、计算机一台(DCS 需两台计算机)、万用表一个; 2.SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根; 3.SA-21挂件一个、SA-22挂件一个、SA-23挂件一个; 4.SA-31挂件一个、SA-32挂件一个、SA-33挂件一个、主控单元一个、数据交换器两个,网线四根; 5.SA-41挂件一个、CP5611专用网卡及网线; 6.SA-42挂件一个、PC/PPI 通讯电缆一根。 三、实验原理 所谓单容指只有一个贮蓄容器。自衡是指对象在扰动作用下,其平衡位置被破坏后,不需要操作人员或仪表等干预,依靠其自身重新恢复平衡的过程。图2-1所示为单容自衡水箱特性测试结构图及方框图。阀门F1-1、F1-2和F1-8全开,设下水箱流入量为Q 1,改变电动调节阀V 1的开度可以改变Q 1的大小,下水箱的流出量为Q 2,改变出水阀F1-11的开度可以改变Q 2。液位h 的变化反映了Q 1与Q 2不等而引起水箱中蓄水或泄水的过程。若将Q 1作为被控过程的输入变量,h 为其输出变量,则该被控过程的数学模型就是h 与Q 1之间的数学表达式。 根据动态物料平衡关系有 Q 1-Q 2=A dt dh (2-1) 将式(2-1)表示为增量形式 ΔQ 1-ΔQ 2=A dt h d ? (2-2) 式中:ΔQ 1,ΔQ 2,Δh ——分别为偏 离某一平衡状态的增量; A ——水箱截面积。 在平衡时,Q 1=Q 2,dt dh =0;当Q 1 发生变化时,液位h 随之变化,水箱出 图2-1 单容自衡水箱特性测试系统 口处的静压也随之变化,Q 2也发生变化 (a )结构图 (b )方框图 。由流体力学可知,流体在紊流情况下,液位h 与流量之间为非线性关系。但为了简化起见,经线性化处理后,可近似认为Q 2与h 成正比关系,而与阀F1-11的阻力R 成反比,即 ΔQ 2=R h ? 或 R=2 Q ??h (2-3)

频域分析实验报告

频域分析实验报告 班级: 学号: 姓名:

一、实验内容: 1利用计算机作出开环系统的波特图; 2、观察记录控制系统的开环频率特性; 3、控制系统的开环频率特性分析。 二、仿真原理: 对数频率特性图(波特图): 对数频率特性图包括了对数幅频特性图和对数相频特性图。横坐标为频率w,采用对数分度,单位为弧度/秒;纵坐标均匀分度,分别为幅值函数20lgA(w),以dB表示;相角,以度表示。MATLAB提供了函数bode()来绘制系统的波特图,其用法如下: (1)bode(num,den):可绘制出以连续时间多项式传递函数表示的系统的波特图。 (2)当带输出变量[mag,pha,w]或[mag,pha]引用函数时,可得到系统波特图相应的幅值mag、相角pha及角频率点w矢量或只是返回幅值与相角。相角以度为单位,幅值可转换为分贝单位:magdb=20×log10(mag) 二、实验验证 1、用Matlab作Bode图。要求:画出对应Bode图。 (1)G(S)=25/S2+4s+25 (7)G(S)=9(s2+0.2s+1)/s(s2+1.2s+9);

图 1 图 2 (1)G(S)=25/S2+4s+25 可以看成是一个比例环节和一个振荡环节组成,所以k=1,T1=0.04,因为v=0,所以在转折频率之前都为20lgk,因为k=1所以斜率为0,经过转折频率,分段直线斜率的变化量为-40db/dec。

(7)G(S)=9(s2+0.2s+1)/s(s2+1.2s+9); 可以看成是一个二阶微分环节和一个积分环节和一个振荡环节组成,化常数为1后,v=1,t1=1,t2=1/3,所以我们可以看到,在起始阶段是-20*vdb/dec,所以一开始斜率为-20db/dec。当经过1/3的转折频率之后分段直线的改变量为40db/dec,当经过1的转折频率之后分段直线的改变量为-40db/dec。故图像如图所示。 第二题: 典型二阶系统Gs=Wn2/s2+2ζWns+Wn2,试绘制取不同值时的Bode图。取Wn=8,ζ=0.1,0.2,0.3,,0.5,0.6; 图 3 如图所示。

化肥检测实验报告

化肥检测实验报告 篇一:肥料学实验报告 主要化肥的定性鉴定 班级姓名学号日期 一、实验目的 为了切实作好化肥的合理储存、保管和施用,充分发挥肥效,避免不必要的损失, 防止出现事故,对化肥的品种名称必须明确。一般化肥出厂是在包装上都标明该肥料的名称,成分和产地,但在运输贮存过程中,常因包装不好或者转换容器而混杂,因此必须进行定性鉴定加以区别,以能做到合理保管施用。 二、方法原理 各种化肥都具有一定的外表形态,物理性质和化学性质,因此可以通过外表观察, 溶解于水的程度,在火上直接灼烧反应和化学分析检验等方法,鉴定出化肥的种类和名称。 三、操作步骤 1、外形观察首先将氮、磷、钾肥料大致地区分,绝大部分氮肥和钾肥是结晶体, 如碳酸氢铵、硝酸铵、硫酸铵、尿素、氯化铵、氯化钾、硫酸钾、钾镁肥、磷酸二氢钾等。而呈现粉末状的大多数是磷肥,属于这类肥料的有过磷酸钙、磷矿粉、钢渣磷肥、钙

镁磷肥和石灰氮等。 2、气味有几种肥料有特殊气味,有氨臭的是碳酸氢铵,有电石臭的是石灰氮, 有刺鼻酸味的是过磷酸钙,其他肥料一般无气味。 3、水溶性取肥料半小匙于试管中,加蒸馏水5毫升,摇动,观察固体体积的变 化。 (1)易溶于水:一半以上溶解的。如硫酸铵、硝酸铵、尿素、氯化铵、硝酸钠、 氯化钾、硫酸钾、硫酸铵等。 (2)微溶或难溶于水:溶解部分不到一半的,属于微溶于水的有过磷酸钙、重 过磷酸钙、硝酸 铵钙等,属难溶于水的有钙镁磷肥、沉淀磷酸钙、钢渣磷肥、脱氟磷肥、磷矿粉和石灰氮等。 4、与碱反应取肥料半小匙于试管中,加蒸馏水5毫升,摇动,使肥料溶解,加 入氢氧化钠溶液4滴,在试管口放一片湿润的pH试纸,可见试纸变蓝色,证明有氨气放出,或可闻到氨味。 5、火焰反应将肥料样品放在燃烧的木炭上加热,观察其变化。 (1)在烧红的木炭上,有少量熔化,有少量跳动,冒

实验四 控制系统频率特性的测试 实验报告

实验四控制系统频率特性的测试 一.实验目的 认识线性定常系统的频率特性,掌握用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法,根据开环系统的对数频率特性,确定系统组成环节的参数。二.实验装置 (1)微型计算机。 (2)自动控制实验教学系统软件。 三.实验原理及方法 (1)基本概念 一个稳定的线性定常系统,在正弦信号的作用下,输出稳态与输入信号关系如下: 幅频特性相频特性 (2)实验方法 设有两个正弦信号: 若以) (y tω为纵轴,而以tω作为参变量,则随tω的变xω为横轴,以) (t 化,) (y tω?所确定的点的轨迹,将在 x--y平面上描绘出一条封闭的xω和) (t 曲线(通常是一个椭圆)。这就是所谓“李沙育图形”。 由李沙育图形可求出Xm ,Ym,φ, 四.实验步骤 (1)根据前面的实验步骤点击实验七、控制系统频率特性测试菜单。(2)首先确定被测对象模型的传递函数, 预先设置好参数

T1、T2、ξ、K (3)设置好各项参数后,开始仿真分析,首先做幅频测试,按所得的频率范围由低到高,及ω由小到大慢慢改变,特别是在转折频率处更应该多取几个点 五.数据处理 (一)第一种处理方法: (1)得表格如下: (2)作图如下: (二)第二种方法: 由实验模型即,由实验设置模型根据理论计算结果绘制bode图,绘制Bode图。 (三)误差分析 两图形的大体趋势一直,从而验证了理论的正确性。在拐点处有一定的差距,在某些点处也存在较大的误差。 分析: (1)在读取数据上存在较大的误差,而使得理论结果和实验结果之间存在。 (2)在数值应选取上太合适,而使得所画出的bode图形之间存在较大的差距。 (3)在实验计算相角和幅值方面本来就存在着近似,从而使得误差存在,而使得两个图形之间有差异 六.思考讨论 (1)是否可以用“李沙育”图形同时测量幅频特性和想频特性

电路实验__电路频率特性的研究要点说明

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称:电路实验 第二次实验 实验名称:电路频率特性的研究 院(系):仪器科学与工程学院专业: 姓名:学号: 实验室: 实验组别: 同组人员:实验时间: 评定成绩:审阅教师:

电路频率特性的研究 一、 实验目的 1. 掌握低通、带通电路的频率特性; 2. 应用Multisim 软件测试低通、带通电路频率特性及有关参数; 3. 应用Multisim 软件中的波特仪测试电路的频率特性。 二、 实验原理 研究电路的频率特性,即是分析研究不同频率的信号作用于电路所产生的响应函数与激励函数的比值关系。通常情况下,研究具体电路的频率特性,并不需要测试构成电路所有元件上的响应与激励之间的关系,只需要研究由工作目的所决定的某个元件或支路的响应与激励之间的关系。本实验主要研究一阶RC 低通电路,二阶RLC 低通、带通电路的频率特性。 (一):网络频率特性的定义 电路在一个正弦电源激励下稳定时,各部分的响应都是同频率的正弦量,通过正弦量的相量,网络函数|()|H jw 定义为:. ().|()||()|j w Y H w H jw e X ?== 其中Y 为输出端口的响应,X 为输入端口的激励。由上式可知,网络函数是频率的函数,其中网络函数的模|()|H jw 与频率的关系称为幅频特性,网络函数的相角()w ?与频率的关系称为相频特性,后者表示了响应与激励的相位差与频率的关系。 (二):网络频率特性曲线 1. 一阶RC 低通网络 网络函数: 其模为: 辐角为: 显然,随着频率的增高,|H(j ω)|将减小, 即响应与激励的比值减小,这说明低频信 4590 (a) RC低通网络(b) 幅频特性 (c) 相频特性 ()H j ω()) RC ?ω=().0.1/1 1/1i U j c H j R j C j RC U ωωωω=== ++

一阶RC电路频率特性的研究实验报告

北京交通大学电子信息工程学院2011~2012 实验报告 实验题目:一阶RC电路频率特性的研究。 实验内容及结果: 1.低通电路的研究 实验电路: 实验数据: 低通电路数据 频率电平频率 a b 相位差100 -0.1 100 0.6 4.8 7.1808 300 -0.9 200 1.2 4.4 15.8266 475 -2 300 1.9 4.2 26.8965 560 -2.5 400 2.2 4 33.367 641 -3 500 2.4 3.6 41.8103 704 -3.5 600 2.4 3.2 51.3752 788 -4 700 2.4 3 53.1301 849 -4.5 800 2.4 2.8 58.9973 926 -5 1000 2 2.4 56.4427 1000 -5.5 2000 3.2 3.4 70.2501 1072 -6 3000 2.1 2.2 72.6586 1149 -6.5 5000 1.2 1.2 90 1240 -7 1340 -7.5 1430 -8 1520 -8.5 1600 -9 1660 -9.5 1860 -10 2400 -12 3040 -14 3780 -16 4700 -18 5000 -19

电平图: 相位差图:

2.高通电路研究 实验数据: 高通电路数据 频率电平频率 a b 相位差5000 0 5000 0.6 4.6 7.4947 1500 -0.4 4000 0.8 4.6 10.0154 1200 -0.8 3000 1 4.5 12.8396 1030 -1 2000 1.4 4.5 18.1262 899 -1.4 1000 2 4 30 740 -2 600 2.4 3.2 48.5904 663 -2.4 500 2.4 3.1 50.732 588 -3 400 2.1 2.4 61.045 532 -3.5 300 2 2.1 72.2472 481 -4 100 0.8 0.8 90 440 -4.5 400 -5 372 -5.5 344 -6 339 -6.5 325 -7 261 -8 227 -9 200 -10 165 -11 100 -16

包装材料实验报告

西南林业大学材料工程学院包装工程专业实验报告 课程:包装材料学 姓名:李天卓 学号:20131052046 班级:包装工程2013级 任课教师: 解林坤 时间:2015.11.06

一厚度的测定 一、实验原理 厚度是指纸和纸板等材料在两侧压板间规定压力下直接测量的结果,单位是mm或μm。厚度是影响纸和纸板技术性能的一项关键指标,要求一批产品各张纸或纸板之间的厚度应趋于一致,同一张纸或纸板不同部位之间厚度也应一致。对于具有特殊用途要求的产品如标准纸板还应进行更为严格的全幅校验。在测量时可根据纸的厚薄采用多层测量或单层测量,最后以单层测量的结果表示纸的厚度。 二、测试仪器: 测定纸和纸板厚度的主要仪器是厚度测定仪,有手动、电动之分,以手动为例,其基本结构如图1所示,测定时将纸或纸板放在两受压面之间进行测量。测量过程中受压面间的压力为100 kPa±10 kPa,测厚时,受压测量面积为200 mm2。 图1 厚度测定仪 1—拨杆;2一指针;3一重锤;4一测量杆; 5一测量头;6一量砧;7一底座 三、试验步骤 (1)把测微计放置在无震动的水平面上,调好零点,按标准规定采取试样,以每张纸样上切取100 mm×100 mm的试样至少5张。 (2)按下拨杆,抬起测量头至足以放人纸样的高度(若为电动仪器,则由仪器自动控制高度),置纸样于测量头与测量砧之间。

(3)缓慢放松拨杆,使测量头以低于3 mm/S的速度将测量面轻轻压到试样上(若为电动测厚仪,则自动下降接触纸样),注意避免产生任何冲击作用,待指示值稳定后2~5 s内读数,避免人为对测微计施加任何压力。 (4)对每个试样进行一次测定,测定点离任何一端不小于20 mm或在试样的中心点。宽度在100 mm以下的盘纸,应按全宽切取5条长300 mm的纸条,在每条不同位置测量其厚度,至少两处。 四、结果表示: 以所有测定值的算术平均值表示结果,并报出最大值和最小值。 厚度小于0.05mm的纸,准确至0.001 mm; 厚度小于0.2 mm的纸,准确至0.005mm; 厚度大于0.2mm的纸,准确至0.01 mm。 实验结果:0.33×0.01mm=0.0033mm 二纸和纸板耐折度的测定 一、实验原理 耐折度是指试样在一定张力下,抗往复折叠的能力,以折叠次数表示。耐折度受纤维的长度、纤维本身的强度和纤维间的结合状况影响。凡纤维长度大纤维的强度高和纤维结合力大者,其耐折度就高。耐折度也受纸张水分含量的影响,水分含量低纸张发脆,耐折度低,适当增加含水量,纸张的柔性提高,耐折度随之增大,但水分含量超过一定限度耐折度开始下降。另外,耐折度受打浆程度的影响,在一定程度内,耐折度随打浆度的增加而增加,继续提高打浆度到一定程度,由于纤维的平均长度下降,纤维交织紧密,纸质变脆,则使耐折度下降。因此,在实际生产上控制好影响因素,对保证纸张有较好的耐折强度甚为重要。 许多纸和纸板如白纸板和箱纸板等在加工和使用过程中要经受多次折叠,而耐折度则能较好地反映出纸张抗反复折叠的能力,因此,耐折度的检测被广泛采用。 常用的耐折度仪有两种,一种为卧式的,称作肖伯尔(Schopper)式和立式,称作MIT式,二者的主要区别在于对试样的折叠角度不同,肖伯尔式的折叠角度为180°,MIT式的折叠角度为135°。

实验一 单容自衡水箱液位特性测试实验

计算机控制技术实验报告 实验一单容自衡水箱液位特性测试实验 班级: 姓名: 学号:

实验一 单容自衡水箱液位特性测试实验 一、实验目的 1.掌握单容水箱的阶跃响应测试方法,并记录相应液位的响应曲线; 2.根据实验得到的液位阶跃响应曲线,用相应的方法确定被测对象的特征参数K 、T 和传递函数; 3.掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、实验原理 所谓单容指只有一个贮蓄容器。自衡是指对象在扰动作用下,其平衡位置被破坏后,不需要操作人员或仪表等干预,依靠其自身重新恢复平衡的过程。图1-1所示为单容自衡水箱特性测试结构图及方框图。阀门F1-1、F1-2和F1-8全开,设下水箱流入量为Q 1,改变电动调节阀V 1的开度可以改变Q 1的大小,下水箱的流出量为Q 2,改变出水阀F1-11的开度可以改变Q 2。液位h 的变化反映了Q 1与Q 2不等而引起水箱中蓄水或泄水的过程。若将Q 1作为被控过程的输入变量,h 为其输出变量,则该被控过程的数学模型就是h 与Q 1之间的数学表达式。 根据动态物料平衡关系有 Q 1-Q 2=A dt dh (1-1) 将式(2-1)表示为增量形式 ΔQ 1-ΔQ 2=A dt h d ? (1-2) 式中:ΔQ 1,ΔQ 2,Δh ——分别为偏 离某一平衡状态的增量; A ——水箱截面积。 在平衡时,Q 1=Q 2,dt dh =0;当Q 1 发生变化时,液位h 随之变化,水箱出 口处的静压也随之变化,Q 2也发生变化。 由流体力学可知,流体在紊流情况下, 液位h 与流量之间为非线性关系。但为 了简化起见,经线性化处理后,可近似 认为Q 2与h 成正比关系,而与阀F1-11 的阻力R 成反比,即 ΔQ 2=R h ? 或 R=2Q ??h (1-3) 图1-1 单容自衡水箱特性测试结构图及方框图 式中:R ——阀F1-11的阻力,称为液阻。 将式(1-2)、式(1-3)经拉氏变换并消去中间变量Q 2,即可得到单容水箱的数学模型为

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