北京科技大学自动化学院 自动化生产线实训实验报告
2) 实验设计：变量的选择，输入信号的形式、大小，正常运行信号还是附加试验信号，数据采样速率，辨识允许的时间及确定量测仪器等。
3) 确定模型结构：选择一种适当的模型结构。
4) 参数估计：在模型结构已知的情况下，用实验方法确定对系统特性用影响的参数数值。
5) 模型校验：验证模型的有效性。 2.1.3 对象模型的影响因素分析
对象模型的影响因素有输入输出信号的偏差，传感器的偏差，执行器的偏差等。
2.2阶跃响应法建模 2.2.1 理论基础
传递函数求法非常简单，只要有遥控阀和被控变量记录仪表就可以进行。先使工况保持平稳一段时间，然后使阀门作阶跃式的变化（通常在10%以内），同时把被控变量的变化过程记录下来，得到广义对象的阶跃响应曲线。
图4 由阶跃响应曲线确定K0、?和T0的图解法
G(s)?若对象的传递函数为图4，各个参数的求法如下：
K0??seT0s?1，则可在响应曲线拐点处做切线，如
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1、
K0??y(?)?u
式中：?y(?)为给阶跃前后，系统最终稳定到的值的差值
?u为所给阶跃的大小
2、??时间轴原点至通过拐点切线与时间轴交点的时间间隔 3、T0=被控变量y完成全部变化量的63.2%所需时间-?
2.2.2 实验步骤
1）取两次阀位模型
2）每次阀位，取两次阶跃响应建模实验结果，重要步骤需要截图，并说明。同组同学需要做不同的阶跃实验。
图5 单容水箱液位特性阶跃响应曲线（1）
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图5.1 单容水箱液位特性阶跃响应曲线局部放大（1）
图6 单容水箱液位特性阶跃响应曲线（2）
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图6.1 单容水箱液位特性阶跃响应曲线局部放大（2）
2.2.3模型建立
G(s)?设对象的传递函数为由图5.1得：
?y(?)=22%，?u=5%，
G(S)?K0?K0??seT0s?1
?y(?)?u=4.4，τ=0，T0=55
故传递函数为：
4.455S?1
同理，由图6.1得：
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?y(?)=24%，?u=5%，
G(S)?K0??y(?)?u=4.8，τ=0，T0=60
故传递函数为：
2.2.4 结果分析
4.860S?1
1)分析结果的正确性，合理性
经经验分析，实验结果正确，并且比较合理，单容水箱数学模型为一阶惯性环节。
2)若干次实验结果的对比分析
不同阀门开度对应的传递函数不同，但传递函数的形式一致，均为一阶惯性环节，结果可信。
3）（选作）不同实验建模方法的结果对比分析
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