水位控制系統(tǒng)

學(xué)院：機(jī)械與電子控制工程學(xué)院姓名：曹家皓，陳哲，牛寧宇，顏俏自控原理課程設(shè)計(jì)答辯水位自動(dòng)控制系統(tǒng)2013年12月11日Page

2/15水位自動(dòng)控制系統(tǒng)1.水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成環(huán)節(jié)2.隨動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理3.元件的選擇4.時(shí)域分析5.幅相頻率特性6.奈奎斯特圖7.總結(jié)Page

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系統(tǒng)原理分析

通過(guò)放大器的作用經(jīng)由電動(dòng)機(jī)，減速器，控制閥（閥門）輸出水量，由于水缸有進(jìn)水量的擾動(dòng)，放置浮子作為液位的反饋到電位器上。電位器電刷位于中點(diǎn)位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，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。Page

4/15系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖電動(dòng)機(jī)浮子、杠桿定位器液面差檢測(cè)水箱液面波動(dòng)檢測(cè)R（s）C（s）（1）伺服電位器

作為常用的位置檢測(cè)裝置，將角位移或者直線位移轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)的幅值或相位。伺服電位器可作為角位移傳感器。

在零初始條件下，對(duì)上式求其拉普拉斯變換，可求得電位器的傳遞函數(shù)。則其傳遞函數(shù)如下式所示：

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5/15系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)（2）伺服電動(dòng)機(jī)

列出其工作方程如下：

根據(jù)上式對(duì)兩邊進(jìn)行拉普拉斯變換，可以求得其傳遞函數(shù)。則伺服電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)為：Page

6/15系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)Page

7/15元件的選擇（1）控制器選擇：伺服電位器Page

8/15元件的選擇（1）執(zhí)行元件：直流力矩電機(jī)Page

9/15開環(huán)傳遞函數(shù)不考慮校正環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為可見系統(tǒng)是I型系統(tǒng)，在位置輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差為零，由于模型誤差、測(cè)量元件誤差和穩(wěn)態(tài)擾動(dòng)誤差等的影響，實(shí)際系統(tǒng)仍會(huì)有一定的靜態(tài)誤差。

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Matlab仿真Page

11/15時(shí)域分析

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12/15幅相頻率特性曲線

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13/15奈奎斯特圖

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14/15根軌跡Page

15/15總結(jié)

綜合分析可知，本系統(tǒng)超調(diào)量21.61%，上升時(shí)間17.5s