控制工程实验报告答案

水污染控制工程

实验报告

（环境工程专业适用）

2014 年至2015 年第 1学期

班级11环境 1班

姓名吴志鹏

学号1110431108

指导教师高林霞

同组者汤梦迪刘林峰吴渊田亚勇李茹茹程德玺

2014年 4 月

目录

实验一曝气设备充氧性能的测定------------------- 1实验二静置沉淀实验----------------------------- 3

实验三混凝实验--------------------------------- 6

实验四测定污泥比阻实验------------------------ 10

实验一曝气设备充氧性能的测定

一、实验目的

1.掌握表面曝气叶轮的氧总传质系数和充氧性能测定方法

2.评价充氧设备充氧能力的好坏。

二、实验原理

曝气是指人为地通过一些机械设备,如鼓风机、表面曝气叶轮等,使空气中的氧从气相向液相转移的传质过程。氧转移的基本方程式为：

d /dt=K La（s- ）（ 1）

式中 d /dt：氧转移速率， mg/ （ Lh ）；

K La：氧的总传质系数， h-1；

s：实验条件下自来水（或污水）的溶解氧饱和浓度，mg/L ；

：相应于某一时刻t 的溶解氧浓度mg/L ，

曝气器性能主要由氧转移系数 K La、

成绩：

《控制工程基础》课程实验报告

班级： 11102002 学号： 1110200208 姓名： 汤国苑

南京理工大学 2013年12月

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《控制工程基础》课程仿真实验

一、 已知某单位负反馈系统的开环传递函数如下 （25分）

G(s)?10

s2?5s?25借助MATLAB和Simulink完成以下要求：

(1) 把G(s)转换成零极点形式的传递函数，判断开环系统稳定性。

MATLAB程序： clear; num=[10]; den=[1 5 25]; sys=tf(num,den); [Z,P,K]=tf2zp(num,den)

零极点形式的传递函数： G(s)?10

(s?2.5?4.4401j)(s?2.5?0.43301j)由于极点均在左半平面，所以开环系统稳定。

(2) 计算闭环特征根并判别系统的稳定性，并求出闭环系统在0～10秒内的

脉冲响应和单位阶跃响应，分别绘出响应曲线。

10闭环传递函数 T(s)?2

s?5s?35特征方程q(s)?s2?5s?35 特征根 s1??5?j115?5?j115 s2? 22由于根在左半平面，所以系统稳定。 用simu

1

环境学院

水污染控制工程课程设计

题 目： 水污染控制工程课程设计 作者（学号）： 尹鹏 （101307115） 班 级： 环境学院10级环境工程 时 间： 2013-11

1

2

第一章 设计任务及资料

1.1设计题目

150000t/d的城市污水处理厂设计。

1.2设计目的及意义

（1） 温习和巩固所学知识、原理；掌握一般水处理构筑物的设计计算。

（2） 其次，做本设计可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高我们调查研究，查阅

文献，收集资料和正确熟练使用工具书的能力，提高理论分析、制定设计方案的能力以及设计、计算、绘图的能力；技术经济分析和组织工作的能力；提高总结，撰写设计说明书的能力等。

1.3设计资料

(1) 风向：多年主导风向为北北东风；气温：最冷月平均为-3.5℃；

最热月平均为32.5℃；极端气温，最高为41.9℃，最低为-17.6℃，最大冻土深度

为0.18m；水文：降水量多年平均为每年728mm； 蒸发量多年平均为每年1210mm；地下水水位，地面下5～6m。

（2）

《机电控制工程基础》

实验指导书

适用专业：机械设计制造及其自动化

机械电子工程

太原工业学院机械工程系

实验一 系统时间响应分析

实验课时数：2学时 实验性质：设计性实验 实验室名称：数字化实验室（机械工程系）

一、实验项目设计内容及要求

1. 实验目的

本实验的内容牵涉到教材的第3、4、5章的内容。本实验的主要目的是通过试验，能够使学生进一步理解和掌握系统时间响应分析的相关知识，同时也了解频率响应的特点及系统稳定性的充要条件。

2. 实验内容

完成一阶、二阶和三阶系统在单位脉冲和单位阶跃输入信号以及正弦信号作用下的响应，求取二阶系统的性能指标，记录试验结果并对此进行分析。

3. 实验要求

系统时间响应分析试验要求学生用MATLAB软件的相应功能，编程实现一阶、二阶和三阶系统在几种典型输入信号（包括单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号和正弦信号）作用下的响应，记录结果并进行分析处理：对一阶和二阶系统，要求用试验结果来分析系统特征参数对系统时间响应的影响；对二阶系统和三阶系统的相同输入信号对应的响应进行比较，得出结论。

4. 实验条件

利用数字化实验室的计算机，根据MATLAB软件的功能进行简单的编程来进行

《机电控制工程基础》

实验指导书

适用专业：机械设计制造及其自动化

机械电子工程

太原工业学院机械工程系

实验一 系统时间响应分析

实验课时数：2学时 实验性质：设计性实验 实验室名称：数字化实验室（机械工程系）

一、实验项目设计内容及要求

1. 实验目的

本实验的内容牵涉到教材的第3、4、5章的内容。本实验的主要目的是通过试验，能够使学生进一步理解和掌握系统时间响应分析的相关知识，同时也了解频率响应的特点及系统稳定性的充要条件。

2. 实验内容

完成一阶、二阶和三阶系统在单位脉冲和单位阶跃输入信号以及正弦信号作用下的响应，求取二阶系统的性能指标，记录试验结果并对此进行分析。

3. 实验要求

系统时间响应分析试验要求学生用MATLAB软件的相应功能，编程实现一阶、二阶和三阶系统在几种典型输入信号（包括单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号和正弦信号）作用下的响应，记录结果并进行分析处理：对一阶和二阶系统，要求用试验结果来分析系统特征参数对系统时间响应的影响；对二阶系统和三阶系统的相同输入信号对应的响应进行比较，得出结论。

4. 实验条件

利用数字化实验室的计算机，根据MATLAB软件的功能进行简单的编程来进行

控制工程

牵头单位： 西北工业大学

代码430111

控 制 工 程 Control Engineering

摘要：

控制工程是应用控制理论及技术实现现代工业、农业、国防以及其它社会经济等领域日益增长的自动化、智能化需求的工程领域。其工程硕士学位授权单位培养现代工业、农业、国防自动化设备中控制系统和装置研究、设计、开发、管理、维修的高级工程技术人才。研修的主要课程有：政治理论课、外语课、工程数学、线性系统理论、非线性控制理论、大系统理论、最优控制理论、最优估计理论与系统辩识、自适应控制、系统工程、模式识别、人工智能、线性与非线性规划、传感器与自动检测技术、现代信号处理、计算机控制系统、控制系统计算机辅助设计、网络与系统集成、工业机器人、现代管理学基础等。

一、概述

控制工程是应用控制理论及技术,满足和实现现代工业、农业以及其他社会经济等领域日益增长的自动化、智能化需求的重要的工程领域。在工程和科学技术发展过程中，起着非常重要的作用。18世纪，近代工业采用了蒸汽机调速器，是自动控制领域的第一项重大成果。20世纪20年代，以频域法为主的经典控制技术在工业中获得了成功的应用。50年代，由于军事、空间技术以及现代设备日益增加的复杂

实验二 二阶系统的瞬态响应分析

一、实验目的

1、熟悉二阶模拟系统的组成。

2、研究二阶系统分别工作在?=1， 0

3、分析增益K对二阶系统单位阶跃响应的超调量?P、峰值时间tp和调 整时间ts。

4、研究系统在不同K值时对斜坡输入的稳态跟踪误差。 5、学会使用Matlab软件来仿真二阶系统，并观察结果。 二、实验仪器

1、控制理论电子模拟实验箱一台； 2、超低频慢扫描数字存储示波器一台； 3、数字万用表一只； 4、各种长度联接导线。 三、实验原理

图2-1为二阶系统的原理方框图，图2-2为其模拟电路图，它是由惯性环节、积分环节和反号器组成，图中K=R2/R1， T1=R2C1，T2=R3C2。

图2-1 二阶系统原理框图

图2-1 二阶系统的模拟电路

由图2-2求得二阶系统的闭环传递函

K/TTUO(S)K12?? (1) 22Ui(S)TTS?T1S?K/TT12S?T2S?K12而二阶系统标准传递函数为 :

?2nG(S)=2 (2)2 S+2??nS+?n对比式(1)和式(2),得

?n?KTT12 , ??T24T1K 若令 T1?0.2S , T2

噪声控制工程实验

讲义

苏州科技学院环境科学与工程系

中心实验室

声学在我国社会主义建设事业中的应用是十分广泛的,国民经济中许多部门都会碰到一些声学问题。随着环境规划与管理、环璋工程和环境监测工作的深入，噪声问题越来越受到产业部门和城乡居民的重视，因为噪声对人们的健康、工作和生活环境，对工业产品的质量有着不容忽视的影响，噪声控制自然就成为声学应用的一个重要方面。要有效地了解噪声，首先要了解一些声学的基本现象，掌握噪声测量的基本知识。下面两个实验就是要求同学们对声级计的基本原理、校准方法、使用方法有所了解。对某些声学现象有个感性认识，并且能掌握一些实验数据的基本处理方法，以获得初步的实际工作能力。

实验一 声级计的使用及声学现象的初步认识

一、实验目的

通过实验了解声学的一些基本现象，如：声级衰减规律、驻波现象、声级叠加原理等。并能使用声级计，为今后从事噪声控制的实验性工作打下基础。

二、实验原理

1、如果我们不考虑房间墙壁对声波的反射，对单个扬声器，在声学上往往把它当做活塞辐射来处理，假如一镶嵌在无限障板上的半径为a的刚性平面活塞在做简谐振动，并向半无限空间辐射，活塞表面上各点的振动都是一样的，从声学理论可知，在离活塞轴向Z处的声压辐值为

控制工程基础考试卷及答案

西北工业大学考试题（A卷） （考试时间120分钟）

学院： 专业： 姓名： 学号：

题号 得分

8. 系统稳定的充分必要条件是系统的闭环极点均位于s的左半平面。P101 9. 系统误差的定义为被控量期望值与实际值之差。P105 10.

开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定特性，中频段表征了闭环

系统的动态特性，高频段表征了闭环系统的复杂性。P117

一 二 三 四 总分 二． 判断题（共20分，每空2分）

1. 实现自动控制的装置可以不同，但反馈控制的原理却是相同的。P3（√） 2. 结构图等效变换的原则是变换后与变换前的输入量和输出量都保持不变。P22（√）

3. 稳态响应是指时间t趋向于无穷小时，系统的输出状态。P35 （×） 4. 开环对数幅频特性的渐近线斜率越大、位置越高，对应的开环系统积分个

一． 填空题（共24分，每空1.5分）

1. 实现恒温控制有两种方法：人工控制和自动控制。P2

2. 若一个元件的输入和输出的关系曲线为

《水污染控制工程》试卷A 答案

一、填空题（30分 每小题3分）

1. 全溶气流程、部分溶气流程、回流溶气流程。。

2. 慢速渗滤系统、快速渗滤系统、地表慢流系统、湿地处理系统、地下渗滤处

理系统。

3. 自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀（或区域沉淀）、压缩沉淀。 4. 水温，pH值，水中杂质的成分、性质和浓度，水力条件。

5. 渐减曝气、分步曝气、完全混合法、高负荷曝气或变形曝气、克劳斯法、延

时曝气、接触稳定法、氧化沟、活性生物滤池、吸附-生物降解工艺（A-B法）、序批式活性污泥法（SBR法）。（只要答出其中8个即可）

6. （1）Km值是酶的特征常数之一，只与酶的性质有关，而与酶的浓度无关；

（2）对每一种底物，各有一个特定的Km，并且不受pH及温度的影响； （3）同一种酶有几种底物就有几个Km值。 7. 生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床。 8. 表面水力负荷、沉淀时间。 9. 水解、酸化、乙酸化、甲烷化；

10. pH值和碱度、温度、负荷、消化池的搅拌、有毒有害物质。 二、问答题（50分，每小题10分）

1答：微生物生长过程包括停滞期、对数期、静止期和衰老期，处于不同阶段时

污泥，其性质由很大的区别。如果活性污泥被接种到与原来生长条