液位控制系統(tǒng)

1、自動控制原理大作業(yè)題目：液位自動控制系統(tǒng)的時域分析學(xué)號： 140301102班級： 電氣工程1401班姓名： 張曉杰完成時間：2016年12月5日1.系統(tǒng)工作原理 如圖為液位自動控制系統(tǒng)原理示意圖，通過這個系統(tǒng)，我們希望，在任意情況下，液面的高度維持不變。工作原理：電位器電刷位于中點位置時，電動機(jī)不動，控制閥門有一定的開度，使水箱中流入水量與流出水量相等， 從而液面保 持在希望高度上。一旦流入水量或流出水量發(fā)生變化，水箱液面 高度便相應(yīng)變化。此時，水箱液面下降，浮子位置相應(yīng)下降，知道電位器電刷回到中點位置， 系統(tǒng)重新處于平衡狀態(tài)， 液面恢復(fù) 給定高度，反之，若水箱液面下降，則系統(tǒng)會自動增大閥門

2、開度， 加大流入的水量，使液面升到給定的高度。2數(shù)學(xué)模型浮子、杠桿、電位計浮球杠桿測量液位高度的原理式?=Uty h/al式中？?為電位計的輸出電壓，U為電位計兩端的總電勢，b/a為 杠桿的長度比， h為高度的變化，l為電位計電阻絲的中點位 置到電阻絲邊緣的長度。拉氏變換?(s)=Ub h(s)/al式中 a=8cm,b=2cm,U=60V,l=2.5cm。故，傳遞函數(shù)為，？(s) =?, ?二6。(2)微分調(diào)理電路對輸入電壓進(jìn)行調(diào)理，傳遞函數(shù)為 ？(s) =?So其中，？?二1。(3)電動機(jī)傳遞函數(shù)為？(s) =?/ (?s+1)其中，？?=30, ?=2。(4)減速器比例環(huán)節(jié)，減速比為1/

3、5。所以，傳遞函數(shù)為？(4) =1/5 o(5)控制閥這是積分環(huán)節(jié)，流入口寬為l=16cm,高為h=15cm流入速度v=46cm/s,流出速度u=40cm/s,輸入量為減小后的轉(zhuǎn)速 n,控制 閥每轉(zhuǎn)一圈，進(jìn)水口的開度改變量為 1cm,輸出量為Q, Q與n 的原理式如下：Q (s) =n (s) vl/s所以，傳遞函數(shù)為？(s) =vl/s=750/s 。(6)水箱水箱橫截面積為2500?,傳遞函數(shù)為? (s) =1/?s=1/2500s o(7)總的傳遞函數(shù)為？(s) =K/s(Ts+1)+K,其中,K=10.8, T=2o.穩(wěn)定性分析特征方程為2?+s+10.8=0.因為特征方程的系數(shù)都為正，故系統(tǒng)穩(wěn)定。.系統(tǒng)時域分析自然振蕩角頻率？標(biāo)2.32;阻尼比？=0.11;上升時間?F0.72s;調(diào)節(jié)時間？?i=12.9s;峰值時間?=1.36s ;最大超調(diào)量？=70.5%.誤差分析開環(huán)傳遞函數(shù) ？?？(s) =10.8/s (2s+1).誤差傳遞函數(shù)E(s)=1/ (1+? (s)=0.093s+0.177 ?-0.034 ?穩(wěn)態(tài)誤差?B?(s)