對象特性的測定

一、 實驗目的
1、通過實驗了解對象的靜態(tài)和動態(tài)特性；
2、掌握對象靜態(tài)和動態(tài)特性的測定方法；
3、通過階躍干擾加深理解對象動態(tài)特性的意義。

二 實驗原理
?在自動化控制領域中，通常把被調參數(shù)不隨時間而變化的平衡狀態(tài)稱為靜態(tài)；而把被調參數(shù)隨時間變化而變化的不平衡狀態(tài)稱為動態(tài)。值得提出的是靜態(tài)不是靜止不動，而是指各參數(shù)（或信號）的變化率為零，即參數(shù)保持在某一常數(shù)不變化，而不是指物料或能量不流動。靜態(tài)特性就是在系統(tǒng)處于靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)時被調參數(shù)與調節(jié)參數(shù)之間的函數(shù)關系。動態(tài)特性是描述對象動態(tài)變化的數(shù)學模型或者說是對象受到干擾作用或調節(jié)作用后，被調參數(shù)是如何變化的，即在系統(tǒng)處于動態(tài)變化時被調參數(shù)與調節(jié)參數(shù)之間的函數(shù)關系。
下面以氣罐對象來討論對象動態(tài)特性的數(shù)學模型：
在左圖的氣罐對象中，工藝要求氣罐的壓力P保持一定數(shù)值，因此氣罐是調節(jié)對象，壓力P是被調參數(shù)。如果閥2的開度保持不變，而閥1的開度變化是引起壓力變化的干擾因素，即進氣量F1是調節(jié)參數(shù)。因此對象動態(tài)特性就是閥1的開度變化時，壓力P是如何變化的，即壓力P與進氣量F1 的函數(shù)關系。
根據物料平衡原理： 單位時間對象物料的蓄存量的變化等于單位時間流入對象的物料減去單位時間流出對象的物料 。如果氣罐內每增加1 kpa的壓力，需要A m3的空氣。當F1=F2時，壓力P保持不變，系統(tǒng)處于靜態(tài)。如果在很短的時間dt內，由于F1≠F2 ，將引起壓力P變化了dP,此時進氣量和出氣量之差（F1-F2）dt應該等于氣罐內增加（或減少）的氣量。