簡(jiǎn)單水槽流量測(cè)控系統(tǒng)分析

1、簡(jiǎn)單水槽流量測(cè)控系統(tǒng)分析簡(jiǎn)單水槽流量測(cè)控系統(tǒng)分析侯蒙0080209104一引言圖1表示一個(gè)單位時(shí)間由水槽流出定量液體的控制示意圖。假定由水泵等壓力源排出的液體經(jīng)流量控制閥以流量q[m3h]被送入水槽。這一流量隨流量控制閥口的開度而變化。流量開度通過伺服機(jī)構(gòu)跟蹤DA轉(zhuǎn)換器的輸出（操作量）u[V]的值而確定。圖1水槽流出液體的流量控制系統(tǒng)進(jìn)一步假定操作量u和供給水槽的流量q的關(guān)系是圖2所表示的比例關(guān)系。水槽流體的流量y[m3h]利用壓差傳感

2、器檢測(cè)，通過孔口的流量y如圖3所示，與孔口前后的壓差成比例。AD轉(zhuǎn)換器數(shù)字控制器y泄漏液體角位移傳感器開閉閥的電機(jī)流量控制閥差壓傳感器深度x孔口流量q目標(biāo)值（期望的流量）DA轉(zhuǎn)換器閥控制器閥口開度操作量u二水槽流出的系統(tǒng)模型下面推導(dǎo)表示水槽伺服機(jī)構(gòu)、流量控制閥的水槽系統(tǒng)的動(dòng)特性方程式。為了簡(jiǎn)便，假定y與壓力差成比例。而若假定孔口的下流側(cè)與大氣相通，則y與水槽的深度成比例（圖1）。因此，假定c為常數(shù)，則下式成立：y(t)=cx(t)（1）

3、如假定不考慮水槽的液體外漏，則單位時(shí)間水槽內(nèi)液體增加的量（水槽斷面積同液面上升速度的乘積），等于單位時(shí)間流入量q與流出量y之差。寫成公式，則為)()()(tytqdttdxA??（2）如前所述，q與操作量u成比例（q=ku，k為常數(shù)），因此式（2）可改寫為：)()()(ubtaxdttdxA??（3）這里Aca??，Akb?。水槽系統(tǒng)的輸入是u，輸出是y。式（3）即為表示系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，式（1）為輸出方程式。將式(1)和式(3)進(jìn)行拉普