实验总结：
通过本次实验，我们知道了水流量Qi与调节阀u，流出量Qo与负载阀与被调量水位H之间的关系，即水位在调节阀开度扰动下的动态特性。物料平衡推导出的公式等价于一个RC电路的响应函数，液位的动态特性与负载阀的开度系数密切相关。得到的微分方程可认为是一个一阶惯性环节加纯延迟系统。通过组态软件我们可以用不同的P，I ，D调节对液位进行调节，并且能够通过组态软件上的实时液位变化曲线来更直观的了解液位的动态特性。对实验有更深刻的印象。
实验2 双容水箱液位数学模型的测定实验
1、试验方案：
水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为下水箱水位H。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。
直接在调节阀上加定值电流，从而使得调节阀具有固定的开度。（可以通过智能调节仪手动给定，或者AO模块直接输出电流。）
调整水箱出口到一定的开度。
突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化，从而可以获得液位数学模型。逻辑结构如图1所示。
通过物料平衡推导出的公式：
T1dHdH?H1?kuR1?,T2?H2?rH1?0， dtdt其中R1、R2为线性化水阻。
T1?F1R1,T2?F2R1R2R2,r?。
R1?R2R1?R2d2HdH?(T?T)?T2H2?rk?R1?。 那么： T1T2122dtdt
FV101 定值 Qi
LT 记录 Qo H 103 图1 双容水箱液位数学模型的测定实验 测量或控制量 测量或控制量标号 使用PID端口 使用ADAM端口 下水箱液位 调节阀 LT103 FV101 AI0 AO0 AI0 AO0 2、实验步骤：
1) 在A3000-FS上，将手动调节阀JV205、JV201完全打开，并使阀中水箱、下水箱闸板
具有一定开度，其余阀门关闭。
2) 在A3000-CS上，将下水箱液位（LT103）连到内给定调节仪输入端，调节仪输出端连
到电动调节阀（FV101）控制信号端。
3) 打开A3000电源，调节阀（FV101）通电。
4) 在A3000-FS上，启动右边水泵，给中水箱V103 注水。（下水箱V104由中水箱V103
注水。）
5) 调节内给定调节仪设定值，从而调节输出到FV101的电流，然后调节下水箱闸板开度，
使得在低水位达到平衡。
6) 改变设定值，记录水位随时间的曲线。
3、参考结果
双容水箱水位阶跃响应曲线，如图2所示：
图2 双容水箱液位飞升特性
平衡时液位测量高度215 mm，实际高度215 mm -35 mm =180 mm。对比单容实验，双容系统上升时间长，明显慢多了。但是在上升末端，还是具有近似于指数上升的特点。明显有一个拐点。
（1） p调节
P=500 ,I=10000 , D=0 L
P=1000 i=10000 d=0
实验总结：
通过本次实验，我们了解了双容水箱液位的动态特性。通过液位的数学模型，我们有了更直观形象的对控制过程的理解。同时还用物理学上电阻的特性 ，演变出线性水阻来更形象的理解控制过程。实验的操作过程中，开启和关闭阀门要设定好。通过改变设定值得到不同的阶跃响应曲线。从曲线我们看出双容系统比起单容系统上升比较缓慢但是在上升末端，还是具有近似于指数上升的特点。明显有一个拐点。
实验3 三容水箱液位数学模型的测定实验
由于三容水箱液位数学模型具有更高阶导数，比较复杂，所以本实验为复杂控制系统以及高级算法研究提供了条件。
1、试验方案：
水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为水位H。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。
直接在调节阀上加定值电流，从而使得调节阀具有固定的开度。（可以通过智能调节仪手动给定，或者AO模块直接输出电流。）
调整水箱出口到一定的开度。
突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化，从而可以获得液位数学模型。逻辑结构如图1所示。
定值 FV101
Qi
Qo 记录 H LT 103
图1 三容水箱液位数学模型的测定实验