南阳理工过程控制课件及资料考试必备基于实验数据的经验建模.pptVIP

3 基于实验数据的经验建模 “广义对象”动态特性的阶跃响应测试法* “广义对象” 动态特性的矩形脉冲响应测试法 无振荡自衡过程模型 无振荡非自衡过程模型 具有反向特性的非自衡过程模型 过程控制广义对象动态特性分类 自衡过程（Self-Regulating Processes） (1) 无振荡的自衡过程 (2) 有振荡的自衡过程 非自衡过程（Non-Self-Regulating Processes） (1) 无振荡的非自衡过程 (2) 有振荡的非自衡过程 (3) 具有反向特性的非自衡过程 对于单容水箱来说，常可近似看成一阶加纯滞后环节，其传递函数如1所示。 (1) 一阶系统的阶跃响应曲线 （1）T 当t=10：01：28 时，流量为0.60m3/h，液位75mm 当t=10：12：30时，流量为0.71m3/h，液位=31.03cm-7.5cm=235.3mm 0.632h%=0.632*23.53+7.5=14.87+7.5 =223.7mm 当0.632h%=22.37cm时，t=10：12：30 当y=0时，t=10：01：28 T=662s K的第二种计算 =310.3-75=235.3mm =1000-0=1000mm =0.71-0.60=0.11m3/h =2-0=2m3/h = =4.2? K的第三种求法 供水压力恒定，如50kpa 实际液位范围：0—阀门最大开度时的最高液位 阀门最大开度100%时的最大流量 K=? 应该是接近1的一个无量纲的数 上下双容水箱二阶对象 的数学模型测试和计算 上下水箱的数学模型是两个单容水箱数学模型的乘积，即双容水箱的数学模型可用二阶惯性加滞后环节来描述如下所示。 式中为双容水箱的放大倍数，、分别为两个水箱的时间常数。本次试验中被测量为下水箱的液位，当输入量有一阶跃增量变化时，上水箱为单容水箱为一阶 由上述两式中解出T1和T2，于是得到它的传递函数。 当t在11：42：46 时，流量0.37，液位 = 27.7mm 当t在12：30：50时，流量为0.45，液位 =188.0mm 0.4 =0.4*（18.80cm-2.77cm）+2.777cm=91.86mm 当h=9.186时，在11：52：06时，=540s 0.8 =0.8*（18.80cm-2.77cm）+2.77cm=155.95mm 当 h=155.95mm时， 在12：04：52时 ， =1326s 将 =540s， =1326s代入公式解得 =171 ?, =692 =84s K的计算方法1 双容水箱传递函数 K的计算方法2 =0.45-0.37=0.08 =2-0=2 =18.80-2.77=16.023 =100-0=100 工业过程控制对象的特点 除液位对象外的大多数被控对象本身是稳定自衡对象； 对象动态特性存在不同程度的纯迟延； 对象的阶跃响应通常为单调曲线，除流量对象外的被调量的变化相对缓慢； 被控对象往往具有非线性、不确定性与时变等特性。 基于大小惯性对象的过程控制研究 院系: 电子与电气工程学院 班级： 089611 专业： 自动化 学生姓名：刘庆伟 学号： 096108019 指导老师：殷华文 副教授 设计实现步骤 本题目需要控制理论做基础，测试控制对象的数学模型，根据对象模型的分析确定控制规律。 （1）用AI智能仪表分别实现压力、温度、流量、液位四大参数的开环控制，采集响应曲线，求出对象的数学模型。 （2）用AI智能仪表分别实现压力、温度、流量、液位四大参数的闭环控制，采集响应曲线， （3）总结AI人工智能算法各个参数的控制作用。 （4）总结大小惯性对象的特点和控制规律。 （5）收集整理技术资料，编写论文，准备毕业答辩。 开环控制系统的构建 如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这样的系统称开环。开环系统