1/16hhhQhhhhQh1作業(yè)12i12(1)寫出以水位h為輸出量，Q為輸入量的對(duì)象動(dòng)態(tài)方程；1i解：1)平衡狀態(tài)：Q=Q+Q0i0102i0ii101122dh2A質(zhì)量守恒：A=QQQA1dti121hh對(duì)應(yīng)每個(gè)閥門，線性水阻：Q=；Q=1R2R12dhhh動(dòng)態(tài)方程：A++=Q1dtRRi1RRi12G(s)=H(s)=1=KQi(s)(AS+1+1)Ts+121212hu之間的動(dòng)態(tài)方程和傳遞數(shù),見題圖2-2。3UQ1R1Q222R23333R3解：如圖為三個(gè)單鏈單容對(duì)像模型。被控參考△h3dhhc3=QQ；Q=；3dt232R2hQ=；3R32/16QQcdh2=QQ；2dt12cdh1=QQ1dti1hQ=Q=KuiRRRcccd3h3+(RRcc+RRcc+RRcc)d2h3+123123dt3121223231313dt2(Rc+Rc+Rc)dh3+h=KRu112233dt33123a=RRRccc23Rc+Rc+Rca=112233RRRccc23a=13RRRccc23K=31231232-8已知題圖2-3中氣罐的容積為V，入口處氣體壓力，P和氣罐內(nèi)氣體溫度T均為常數(shù)。假設(shè)罐內(nèi)氣體密度在壓力變化不大的情況1下，可視為常數(shù)，并等于入口處氣體的密度；R在進(jìn)氣量Q變化不大時(shí)可近似看作線性氣阻。求以用氣量Q為輸入量、氣罐壓力P11213)氣罐溫度不變，壓力的變化是進(jìn)出流量的變化引起；2dG非平衡時(shí)：C=QQdt12容器內(nèi)氣體重量的變化量氣容：C=容器內(nèi)氣體變化量dpdtdtG=1(PPp)=pR1R1TQ3/16dtR2tt／S01020406080100140180250300400500600h／Cm000.20.82.03.65.48.8l1.814.416.618.419.219.6圖法確定純延遲時(shí)間τ和時(shí)間常數(shù)T。yBP0A0tTtτ1122(|0t<TlTlT(t-tl1.10123456789y06.45t(s)8yy2.402y0.903y0.750.600.450.400.360.300.200.150.100.08utt+tt+t0t10utty0tty01y(t)1pty(t)tt0121111112)表格計(jì)算：2234688957000213yy1yy1yyy10y00.3305y0.8853y0.9510.9800.9980.999.0004/165/16分別用切線法，兩點(diǎn)法求傳遞函數(shù)，并用仿真計(jì)算過渡過程，所得結(jié)果與實(shí)際曲線進(jìn)行比較。y0t306090120150180210240270300330y00.43050.051y0.9990.0550.050.0550.0550.0600.060.050.055uuy*(t)=0.39=y(t)1=y(t)1y()1y*(t)=0.63=y(t)2=y(t)2y()21212R(s)2Y(s)Y(s)(z)=G(z)2Y(z)=(z)R(z)2=G(z)R(z)221+HG(z)R1+H(z)(z)1+HG(z)+H(z)G(z)122212222)在N(s)的作用下：12213)總解：1221Rs：Y(z)=D(z)GGG(z)[R(z)Y(z)]+D(z)GGG(z)R(z)R1k12R2k12Y(z)=R(z)R1+D(z)GGG(z)1k122)在N(s)作用下：Y(z)=NG(z)GGG(z)D(z)Y(z)N2k121NY(z)=NG(z)2N1+D(z)GGG(z)1k126/161k121k12θСθT物θTθ燃料(a)制系統(tǒng)蒸汽LTLC給水(b)(a)加熱爐溫度控制系統(tǒng)(b)鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)(a)(b)即調(diào)節(jié)器為正作用，如圖(b)。1u比例度：6u=e=15=0.5則：比例帶50%u52PI調(diào)節(jié)器為比例加積分，比例放大可提高響應(yīng)，積分是對(duì)誤差的積分，可消除微量靜差，如式(1)表示：(1)(1)pTI4-5某溫度控制系統(tǒng)方框圖如題圖4-2，其中K=5.4，K=0.8／5.4，T=5min。ID177/16=1=D=1=D1==。KKDθK0S11r_題圖4-2溫度控制系統(tǒng)方案解：1)當(dāng)：S=0.21△D=10D(s)=階躍輸入，令R=0輸入；0ssDTssDTsKKS5.40.16s11000100s9(s)=0.16s.10=1.60.992s2+0.2s+1.080.92s0.992(s+0.1)2+0.9922tt16169/16r,噪聲輸入△D=0；SK1s9(s)=R(s)=09(s)==(5s2+s+5.40.21)s(s2+0.2s+0.227)ss+0.209(s)=10.80.92=1.987(5s2+s+5.40.92)s(s2+0.2s+0.994)s=2+2(s+0.1)+0.23)分析調(diào)節(jié)器積分速度S對(duì)設(shè)定值階躍響應(yīng)和擾動(dòng)階躍響應(yīng)的印象；000S↘振幅↗自振減慢；0cTDdtI0用的強(qiáng)弱取決于比例系數(shù)Kc微分調(diào)節(jié)作用總是力圖減少超調(diào)抑制被控量的振蕩，它有提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。當(dāng)用增大K，來減小余差時(shí)，可以通過增加T來獲得所要求的衰減率，從而全面提高控制質(zhì)量。DTTsTsTs+1)cTTIi=0scIci0kcIDTs0.2s。cs5spIs1pIpI4-12．在對(duì)象有精確數(shù)學(xué)模型的情況下，PID調(diào)節(jié)參數(shù)也可通過系統(tǒng)綜合的方法予以確定。對(duì)于較簡單的對(duì)象，通常期望閉環(huán)傳遞函o2oGs=s2+2s+o2nn它有較小的超調(diào)，且當(dāng)o較大時(shí)有快速的響應(yīng)。若對(duì)象的傳遞函數(shù)為nG(s)=|1||G(s)=|1||2||3|123123.s123.s解：已知希望的閉環(huán)傳遞函數(shù)：G(s)和被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型G(s);0/16D(s)=1G(s)=cG(s)1-G(s)KKKs2+2Os0123n1T=TOK=n2KKK123KK(T+T)12KsKTTS121+++12s12Tek12s12Ti=0sG(s)=11(30s+1)(3s+1)DD(s)=K(1+)tH(s)=H(s)=112G(s)=12(s+1)2(10s+1)D(s)=K試用穩(wěn)定邊界法之對(duì)副調(diào)節(jié)器進(jìn)行整定，求得K，然后對(duì)主調(diào)節(jié)器進(jìn)行整定，求出主調(diào)節(jié)器參數(shù)k和T(設(shè)計(jì)時(shí)干擾N=0)。c2c1121—2H1—21Kc2c2S3SS101221KX0KK=1+kc2K=K-1=24.2c2(s)=2)對(duì)主控回路整定：1c121取D=K采用穩(wěn)定邊界求參數(shù)整定c1c1(1.32(4.8虛部可解得：w=〈T==〈0.538cw11.67/16/16K=21.7T=11.675-6在飛機(jī)環(huán)控中可采用“熱泵”升溫和降溫，其循環(huán)介質(zhì)利用液態(tài)溴化鋰—水吸收氣體的熱量，該裝置可以把氣體的熱“泵”到較高溫度處，稱為制冷循環(huán)，也可從冷凝器中抽出熱量，用作加熱氣體取暖。現(xiàn)己知冷凝器的被冷卻介質(zhì)溴化鋰的溫度——壓力是對(duì)象的傳遞函數(shù)為性環(huán)節(jié)。1)副控回路：選擇副控回路閉環(huán)(z)=z一12eTz22)主控回路：(z)=Z[K]=k0∴D1(z)=1k2s221—2H1—2