双容水箱传递函数

河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要

目 录

摘 要.............................................................. Ⅰ 2 被控对象建模...................................................... 2

2.1 水箱模型分析 ................................................ 2 2.2 阶跃响应曲线法建立模型 ...................................... 3 3 系统控制方案设计与仿真............................................ 7

3.1 液位串级控制系统介绍 ........................................ 7 3.2 PID控制原理 ................................................. 7 3.3 系统控制方案设计 .............

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (一) 题目：

双容水箱自动控制系统和动画设计

题目完成形式： 开题报告、毕业论文、程序流程图、源程序 主要内容： 双容水箱自动控制系统设计：水箱形状选型，上下水电磁阀、水泵等标准件选型，压力传感器、水位传感器的选型等；工艺流程和计算机动画设计；自动控制系统调试：利用共性参数测控系统，调试双容水箱液体流速和水位的自动控制。 选题分析（科学性、可行性论证）和内容简要： 双容水箱自动控制是流程工业的典型代表，通过设计双容水箱并实现其自动控制，掌握流程工业的自动控制方法。双容水箱系统原理为：设计两个串联水箱，水箱1利用流体压力传感

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- (一) 题目：

双容水箱自动控制系统和动画设计

题目完成形式： 开题报告、毕业论文、程序流程图、源程序 主要内容： 双容水箱自动控制系统设计：水箱形状选型，上下水电磁阀、水泵等标准件选型，压力传感器、水位传感器的选型等；工艺流程和计算机动画设计；自动控制系统调试：利用共性参数测控系统，调试双容水箱液体流速和水位的自动控制。 选题分析（科学性、可行性论证）和内容简要： 双容水箱自动控制是流程工业的典型代表，通过设计双容水箱并实现其自动控制，掌握流程工业的自动控制方法。双容水箱系统原理为：设计两个串联水箱，水箱1利用流体压力传感

BP网络常用传递函数:

BP网络的传递函数有多种。Log-sigmoid型函数的输入值可取任意值，输出值在0和1之间；tan-sigmod型传递函数tansig的输入值可取任意值，输出值在-1到+1之间；线性传递函数purelin的输入与输出值可取任意值。BP网络通常有一个或多个隐层，该层中的神经元均采用sigmoid型传递函数，输出层的神经元则采用线性传递函数，整个网络的输出可以取任意值。各种传递函数如图5.6所示。

只改变传递函数而其余参数均固定，用本章5.2节所述的样本集训练BP网络时发现，传递函数使用tansig函数时要比logsig函数的误差小。于是在以后的训练中隐层传递函数改用tansig函数，输出层传递函数仍选用purelin函数。 3） 每层节点数的确定：

使用神经网络的目的是实现摄像机输出RGB颜色空间与CIE-XYZ色空间转换，因此BP网络的输入层和输出层的节点个数分别为3。下面主要介绍隐层节点数量的确定。

对于多层前馈网络来说，隐层节点数的确定是成败的关键。若数量太少，则网络所能获取的用以解决问题的信息太少；若数量太多，不仅增加训练时间，更重要的是隐层节点过多还可能出现所谓“过渡吻合”（Overfitting）问题，即测

刀口法测量光学传递函数

***

****大学，****，2120100607

摘要：光学传递函数是定量描述成像性能的完备函数。但是对于实际的光电成像器件，通过解析法建立这一函数的表达式又非常困难，因此光学传递函数的实测技术就很重要。本文简要介绍的光学传递函数及其性质，指出了光学传递函数测量中的刀口法的两种情况，并且对两种刀口法进行了详细的介绍。

关键词：光学传递函数 测量 刀口法

一、引言

1938年，佛里塞把傅立叶处理的方法用于照相底片的分辨率试验，提出了应该用亮度呈正弦分布的鉴别率板来检验光学系统。1946年杜弗运用傅立叶变换的处理方法来分析光学系统，为光学传递函数奠定了理论基础。1962年8月在慕尼黑举行的第六届国际光学会议上，光学传递函数(OTF, Optical Transfer Function)第一次统一提出，简称OTF。

用光学传递函数来评价光学系统的成像质量是基于把物体看作是由各种频率的谱组成的。因此光学传递函数反映了光学系统的频率特性.它既与光学系统的像差有关.又与系统的衍射效果有关.并且以一个函数的形式定量地表示星点所提供的大量像质信息.同时也包括了鉴别率所表示的像质信息。因此光学传递函数被公认为目前评价光学系统成像

“过程控制系统设计”

实物实验报告

实验名称：双容水箱对象特性测试及 PID 控制实验

姓 名： 学 号： 班 级： 指导老师：

同组人：

实验时间：2013 年5 月30 日

一、实验目的

1、了解双容对象的动态特性及其数学模型 2、熟悉双容对象动态特性的实验测定法原理 3、掌握双容水箱特性的测定方法

4、学习双容水箱液位 PID 控制系统的组成和原理 5、熟悉 PID 的调节规律

6、掌握 PID 控制器参数的整定方法

二、实验设计（画出“系统方框图”和“设备连接图”） 控制系统1、双容对象特性实验测定法原理

本次实验需要求取对象的飞升曲线（即阶跃响应曲线）或方波响应曲线。飞升曲线是在 输入量作阶跃变化时测绘输出量随时间变化曲线得到的；方波响应曲线是在输入量作一个脉 冲方波变化时测绘输出量随时间变化曲线得到的。在获得特性曲线的基础上，进行分析获得 相应的对象特性。

双容对象飞升曲线实验测定方法的具体步骤如下： （1） 选择工作点

给定控制量，让双容水箱对象的液位稳定 （2） 测绘飞升曲线

让控制量做阶跃变化，并测绘双容水箱液位随时

求解微分方程可求出系统的输出响应，但如果方程阶次较高，则计算非常繁琐，因此对系统的设计分析不便，所以应用传递函数将实数中的微分运算变成复数中的代数运算，可使问题分析大大简化。

一、传递函数的概念及意义

（1）传递函数的定义：

线性系统在零初始条件下，输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比。

线性定常系统微分方程的一般表达式:

其中x c为系统输出量，x r为系统输入量

在初始情况为零时，两端取拉氏变换：

移项后得：

上式中Xc(s)输出量的拉氏变换；Xr(s)输入量的拉氏变换；W(s) 为系统或环节的传递系数。

（2）传递函数的两种表达形式

a.传递函数的零极点表示形式

b.传递函数的时间常数表示形式

（3）关于传递函数的几点说明

a.传递函数的概念只适应于线性定常系统。

b.传递函数只与系统本身的特性参数有关，而与输入量变化无关。

c.传递函数不能反映非零初始条件下系统的运动规律。

d.传递函数分子多项式阶次低于或至多等于分母多项式的阶次。

二、典型环节的传递函数及其暂态特性

无论什么样的系统，它的传递函数都是一些基本因子相乘积而得到的。这些基本因子就是典型环节对应的传递函数。把复杂的物理系统划分为若干个典型环节，利用传递函数和框图来进行研究，这是研究系统的一种重要方法。

《过程控制系统设计》

课程实验报告

2018年4月19日

实验一 双容水箱对象特性测试实验

一、实验目的

1、 了解双容对象的动态特性及其数学模型； 2、 熟悉双容对象动态特性的实验测定法原理； 3、 掌握双容水箱特性的测定方法。

二、实验设备

1、 四水箱实验系统 DDC 实验软件； 2、 PC 机（Window XP 操作系统）； 3、CS4000型过程控制实验装置。

三、实验原理

本次实验主要是求取对象的飞升曲线或方波响应曲线。飞升曲线是在输入量作阶跃变化时测绘输出量随时间变化曲线得到的；方波响应曲线是在输入量作一个脉冲方波变化时测绘输出量随时间变化曲线得到的。在获得特性曲线的基础上，进行分析获得相应的对象特性。

飞升曲线实验测定方法的具体步骤如下： A、选择工作点

给定控制量，让双容水箱对象的液位稳定 B、测绘飞升曲线

让控制量做阶跃变化，并测绘双容水箱液位随时间变化的曲线 C、获得对象的动特性

假定在输入量变化量为 Δu 时测绘的飞升曲线如下图所示：

四、实验内容

获得2个上阶跃、2个下阶跃和1个矩形方波共5组的响应曲线，记录过程

数据并处理。

现场接线图和设备连接图

五、数据记录

阀门开度为40%，达到初始平衡状态时

>> s=tf('s')

Transfer function: s

>> sys=1/(3*s+1)

Transfer function: 1 ------- 3 s + 1

>> bode(sys)

>> c2d(sys,0.0002,'tustin')

Transfer function:

3.333e-005 z + 3.333e-005 ------------------------- z - 0.9999

Sampling time (seconds): 0.0002

Y/X =

3.333e-005+3.333e-005Z（-1） -------------------------

1 - 0.9999Z（-1）

Y（1 - 0.9999Z（-1））=X（3.333e-005+3.333e-005Z（-1））

Y = X*3.333e-005X +3.333e-005X（-1）+ 0.9999Y(-1)

按照这个方程编写不对，因为系数精度太差了

>> [a b]=tfdata(ans,'v') a =

1.0e-004 *

0.3333222225

学生姓名： 刘吕 学号： 20121562 实验题目： 传递函数到状态空间的实现 课程名称： 计算机仿真

一、实验目的：

? 理解并掌握传递函数转换为状态空间方程的方法 ? 理解状态初值的计算方法

二、实验内容：

? 应用MATLAB编写一个可以实现传递函数到状态空间方程的可控可观规范

型的m文件。并用相应例题验证程序的正确性。

? 完善该程序使其可以用来计算状态初值。并用相应的例题验证程序的正确

性。

? 程序中需要考虑分子分母同阶以及分母首系数不为1的两种情况。

三、报告内容：

（1） 给出m文件的程序框图，及验证结果，并记录出现的错误，并给出解决的方

案。若没有得到解决，请说清楚你的问题

（2） 状态初值的求解，请给出相应的验证结果，并计算与精确解之间的误差。 四、实验原理：

b0sn?b1sn?1?…?bn?1s?bn1、传递函数为G(s)?

a0sn?a1sn?1?…?an?1s?an其状态空间模型能控标准型为：

?0?0A???…???an10…?an?101