四、实验记录（包括实验数据和波形图）
实验数据记录
本次试验中共测得三组数据：
（1） 上阶跃（控制量从20%跳变到25%的正阶跃响应）： 时间从14:06:14到14:32:38
具体数据当时忘了记录，上阶跃的截图如下图所示：
图5
（2） 方波（控制量从25%到10%，再从10%到25%）： 时间从14:36:16到14:46:13
时间 2号水箱水位（M） 4号水箱水位（M） 时间 2号水箱水位（M） 4号水箱水位（M） 时间 2号水箱水位（M） 4号水箱水位（M） 时间 2号水箱水位（M） 4号水箱水位（M）
1 7.4 6.4 11 3.6 2.2 21 5.5 6.3 31 7 7.1
2 7.2 5.3 12 3.4 3 22 5.8 6.5 32 7.1 7.2
3 6.9 4.4 13 3.5 3.7 23 5.9 6.6 33 7.1 7.2
4 6.5 3.6 14 3.8 4.3 24 6.1 6.8 34 7.2 7.2
5 6.1 3 15 3.9 4.7 25 6.2 6.9 35 7.3 7.2
6 5.6 2.5 16 4.2 5.2 26 6.5 6.9 37 7.4 7.2
7 5.1 2 17 4.7 5.5 27 6.5 7
8 4.7 1.6 18 5 5.8 28 6.7 7
9 4.2 1.4 19 5.3 6 29 6.8 7
10 3.8 1.3 20 5.5 6.2 30 7 7
方波的截图如下图所示：
图6
（3） 下阶跃（控制量从25%跳变到10%的负阶跃响应）： 时间从15:15:22到15:41:27
具体数据当时忘了记录，上阶跃的截图如下图所示：
图7
以上数据是实验过程中使水箱水位稳定在某一工作点时测的的正阶跃、负阶跃和方波时，以水箱4和水箱2构成双容水箱回路，以水箱一水位随时间变化的值。
五、数据处理：
根据实验记录，可以画出对应的响应曲线，从而求出对象的特性参数。
由于在此处双容水箱的的模型是用K、T、τ模型来模拟，即惯性
环节+纯迟延。所以可以用切线法和两点法分别计算双容水箱的特性。1、两点法：
（1）上阶跃（控制量从20%跳变到25%的正阶跃响应）：
由图像可得H(∞)=1.3cm， H(t1)=0.39×1.3=0.507 H(t2)=0.632×6.3=0.8216
对应曲线上的点可得t1=408s，t2=679s。 则T=2(t2-t1)=2×(679-408)=542s， τ=2t1-t2=2×408-679=137s。 Δμ=25%-20%=5%,由此可得K=则传递函数为：G(s)=
H(?)
=0.26cm/% ??0.26e?137s
542s?1（2）方波（控制量从25%到10%，再从10%到25%）
由图像可得H(∞)=6.15cm， H(t1)=0.39×6.15=2.3985 H(t2)=0.632×6.15=3.8868
对应曲线上的点可得t1=426s，t2=660s。 则T=2(t2-t1)=2×(660-426)=468s， τ=2t1-t2=2×426-660=192s。 Δμ=25%-10%=15%,由此可得K=
H(?)
=0.41cm/% ??则传递函数为：G(s)=
0.41e?192s
468s?1（3）下阶跃（控制量从25%跳变到10%的负阶跃响应）：
由图像可得H(∞)=5.25cm， H(t1)=0.39×5.25=2.4075 H(t2)=0.632×5.25=3.316
对应曲线上的点可得t1=476s，t2=734s。 则T=2(t2-t1)=2×(734-476)=516s， τ=2t1-t2=2×476-734=218s。 Δμ=25%-10%=15%,由此可得K=则传递函数为：G(s)=2、切线法
（1）上阶跃（控制量从20%跳变到25%的正阶跃响应）： 上阶跃的响应曲线如下：
H(?)
=0.35cm/% ??0.35e?218s
516s?1
图8
过程控制系统设计实验报告及有关指南
