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自动控制原理大作业题目：液位自动控制系统的时域分析学号：140301102班级：电气工程1401班姓名：张晓杰完成时间：2016年12月5日1.系统工作原理如图为液位自动控制系统原理示意图，通过这个系统，我们希望，在任意情况下，液面的高度维持不变。工作原理：电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱中流入水量与流出水量相等，从而液面保持在希望高度上。一旦流入水量或流出水量发生变化，水箱液面高度便相应变化。此时，水箱液面下降，浮子位置相应下降，知道电位器电刷回到中点位置，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度，反之，若水箱液面下降，则系统会自动增大阀门开度，加大流入的水量，使液面升到给定的高度。2数学模型浮子、杠杆、电位计浮球杠杆测量液位高度的原理式=Ub△h/al式中为电位计的输出电压，U为电位计两端的总电势，b/a为杠杆的长度比，△h为高度的变化，l为电位计电阻丝的中点位置到电阻丝边缘的长度。拉氏变换(s)=Ub△h(s)/al式中a=8cm,b=2cm,U=60V,l=2.5cm。故，传递函数为，（s）=，=6。（2）微分调理电路对输入电压进行调理，传递函数为（s）=s。其中，=1。（3）电动机传递函数为（s）=/（s+1）其中，=30，=2。（4）减速器比例环节，减速比为1/5。所以，传递函数为（4）=1/5。（5）控制阀这是积分环节，流入口宽为l=16cm，高为h=15cm，流入速度v=46cm/s，流出速度u=40cm/s，输入量为减小后的转速n，控制阀每转一圈，进水口的开度改变量为1cm，输出量为Q,Q与n的原理式如下：Q（s）=n（s）vl/s。所以，传递函数为（s）=vl/s=750/s。（6）水箱水箱横截面积为2500，传递函数为（s）=1/s=1/2500s。（7）总的传递函数为（s）=K/[s(Ts+1)+K],其中，K=10.8，T=2。3.稳定性分析特征方程为2+s+10.8=0.因为特征方程的系数都为正，故系统稳定。4.系统时域分析自然振荡角频率=2.32；阻尼比=0.11；上升时间=0.72s；调节时间=12.9s；峰值时间=1.36s；最大超调量%=70.5%；5.误差分析开环传递函数（s）=10.8/s（2s+1）.误差传递函数E(s)=1/（1+（s））=0.093s+0.177-0.034稳态误差=sE（s）=0.对于𝐼型系统，在单位阶跃响应下，稳态误差系数𝑝∞，所以=0。故而可以得出系统稳定，不需要校正。