基于CS4000实验装置的液位控制系统设计(5)
图形化编程软件集成了LD 编辑器、FBD 编辑器、SFC 编辑器、ST 语言编辑器、数据类型编辑器、变量编辑器。该软件编程方便、直观，具有强大的在线帮助和在线调试功能，用户可以利用该软件编写图形化程序实现所设计的控制算法。在系统组态软件（SCKey）中使用自定义控制算法设置可以调用该软件。
（3）语言编程软件（SCLang）
语言编程软件（SCLang）又叫SCX 语言，是SUPCON WebField 系列控制系统控制站的专用编程语言。在工程师站完成SCX 语言程序的调试编辑，并通过工程师站将编译后的可执行代码下载到控制站执行。SCX 语言属高级语言，语法风格类似标准C 语言，除了提供类似C 语言的基本元素、表达式等外，还在控制功能实现方面作了大量扩充。用户可以利用该软件灵活强大的编辑环境，编写程序实现所设计的控制算法。
（4）实时监控软件（AdvanTrol）
实时监控软件（AdvanTrol）是控制系统实时监控软件包的重要组成部分，是基于Windows2000中文版开发的SUPCON WebField 系列控制系统的上位机监控软件，用户界面友好。其基本功能为：数据采集和数据管理。它可以从控制系统或其他智能设备采集数据以及管理数据，进行过程监视(图形显示)、控制、报警、报表、数据存档等等。实时监控软件所有的命令都化为形象直观的功能图标，只须用鼠标单击即可轻而易举地完成操作，再加上操作员键盘的配合使用，生产过程的实时监控操作更是得心应手，方便简捷。实时监控软件的主要监控操作画面有：调整画面、报警一览画面、系统总貌画面、控制分组画面、趋势画面、流程图画面等。
2.3 本章小结
本章首先介绍了浙江中控的CS4000实验装置，最后重点介绍了AdvanTrol-Pro软件系统，使读者对该实验中的装置、实验对象系统有了更清晰的认识，并对相关软件有了一定的掌握。
3 单容水箱、双容水箱液位对象动态特性的测试
3.1 动态特性概述
以某种形式的扰动输入对象，引起对象的输出发生相应的变化，这种变化在时域或频域上用微分方程或传递函数进行描述，称为对象的动态特性[5]。动态特性（模型）建立的方法分为机理法 、系统辨识法以及机理分析+系统辨识。所谓机理法就是根据系统的结构，分析系统运动的规律，利用已知相应的定律、定理或原理推导出描述系统的数学模型；系统辨识法就是根据系统的输入输出数据，在规定的一类系统模型中确定一个系统模型，使之与被测系统等价。系统辨识包括模型结构辨识和参数的估计；机理分析+系统辨识就是利用已知的运动机理和经验确定系统的结构和参数。使用于系统的运动机理不是完全未知的情况。
许多工业过程，其内部工艺过程较为复杂或存在非线性因素，甚至过程机理不明确，因而很难通过机理法对其建模，只有采用实验建模的方法。响应曲线法又称时域法[12]，是指在被控对象上人为地加入非周期信号（分为阶跃信号和矩形脉冲信号），测量其响应曲线，然后再根据响应曲线，计算出被控对象的传递函数。
（1）阶跃扰动法[5]测定对象的响应曲线
测定阶跃响应曲线的原理很简单，只要在过程的输入量作阶跃变化时，测定其输出量随时间而变化的曲线，就是阶跃响应曲线，如图3-1所示：
图3-1 阶跃响应曲线
阶跃响应曲线能形象、直观、完全描述被控过程的动态特性。实现测试方法简单，只要使调节阀的开度作一阶跃（一般为10%）变化即可。
（2）矩形脉冲响应曲线的测定
阶跃响应曲线法是一种测定过程特性的常用方法，但是，当过程长时间处于较大扰动信号作用下，被控量的变化幅度可能超出实际生产所允许的范围，这时可用矩形脉冲信号作为过程的输入信号，测出过程的矩形脉冲响应曲线，并通过过程的矩形脉冲响应曲线，获得阶跃响应曲线，脉冲响应曲线及将其转换成阶跃响应曲线的过程如图3-2所示。矩形阶跃响应曲线测定法只适用于线性系统。
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