2018-兰州理工大学《过程控制基础》大作业.docx

兰州理工大学 《过程控制基础》大作业 院系： 电气工程与信息工程 班级： 15 级 自动化 2 班 姓名： 学号： 1505220201 时间： 2018 年 11 月 23 日 电气工程与信息工程学院 《过程控制基础》大作业( 2018) 一阶系统建模及仿真 一、系统建模 利用作图法对某液位对象建立一阶惯性加纯延迟的数学模型。设该对象在阶跃扰动量 L1u 姿=20%时的响应实验结果如表 1.1 所示。给出仿真程序及步骤， 姿 1 08 表 1.1 某液位对象阶跃响应实验数据 : m) I: I o I :02 I:08 I :: I :06 I:0 。Cl ) 静态放大系数 凡 = y ( oo) = 19.6 =98 。 x 0 .2 绘制响应曲线图 I :: I ::: I ::: : :I 0 6::I I::02 I :: 6 程序： t=[O10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600]; h=[O O 0.2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.811.814.416.6 18.4 19.2 19.6]; plot(t,h); xlabel(时间t(s)); ylabel(液位h(cm)); grid on; hold on; 运行结果如图 1 所示： 20 -- - -- - -- - -- 8 61 8 6 1 1 ／ /14 / 12 I I 。 :。 /  100 200 300 400 500 600 叶间t(s) 图 1 响应曲线图 ( 2) 在拐点处做切线， 与稳态值 h=20 和时间轴都有交点； 在拐点处作的切线如图 2 所示： ／ ／ ，． 二／ 二 ／ ／＇ 2。 (EiJ)lJ ·/:: 』 100 100 200 300 400 500 时间t(s)  600 ( 3 ) 输入以下指令， 取点[x,y]=ginput(l) [xl,yl]=ginput(l) 图 2 拐点切线图 臣.. 得到切线与 X 轴以及 h=20 的交点， 如图 3 所示 臣.. 囡 丙 , u e I 匡丑亘厄正 文件0 勤证） 查看创 植入问 工具m JI团＠ 酷口C!!iJ 弩助但） 0 已 9 趴 , 1, . ? 埂 - · l I D 1 0 卜 ／50担究,4.0,...... 1 0 卜 ／ 50 担究 .......l..........． ：： ：： 0 f--夕 (--- - ----[-----------( 100 : 100 ： ： 200 ： ： ： ｝ ： e, 间 t (s) 1 300 ： 400 : 500 600 图 3 交点图 可以得到 T=42.1201; T=277.1889-42.1201= 235.0688 求出传递函数为： G(s) = 98 *e 235.ls+ 1  - 42.ls 针对作图法操作随意性大、建模不够精确的缺点， 基于表 1.1 实验数据， 采用两点法建立液位对象数学模型， 给出建模过程及仿真程序运行结果。 (1 ) 静态放大系数 。K 。 = y(oo) = 19.6 = 98 。 x 0 .2 ( 2 ) 求取 T 和 T 程序如下： h=[O O 0 . 2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.8 11.8 14.4 16.6 18.4 19.2 19.6]; hl=h/20; hl=[O O 0 .01 0 .04 0.10 0.18 0.2700 0.4400 0.5900 0.7200 0.8300 0.9200 0.9600 0.9800]; hl=h/20; tl =lOO; hl l =0 . 27; t2=300; h1 2=0 .8300; T=(t2- T )/ [log(l -hll )- lo g(l -h12)] T =[t2*1og(l-hll)- T *log(l-h12)]/[log(l-hll)-log(l-h12)] 运行结果： T = 137 . 2452 , =56. 8075 ( 3 ) 前后比较程序如下： hl=[O O 0.010.040.10 0.18 0.2700 0.4400 0.5900 0.7200 0.8300 0.9200 0.9600 0.9800]; t=[O 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600]; jf t T h2=0 ; else h2=1-exp(-(t- T)/T); end plot (t , hl ,t,h2,r)