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連接式水箱實驗室設備 (Coupled Tanks Apparatus)

 

連接式水箱實驗室設備 (Coupled Tanks Apparatus) 是一個自包含、可安裝在工作台上的裝置,旨在讓各個學術層次的學生探究單一和雙水箱系統中流速和液位的開環和閉環控制的基本和高級原理。

 

這個實驗室設備包括基本和高級控制工程原理的研究,包括靜態和動態系統的研究。它也是使用其他控制策略(如模糊邏輯)的理想系統。

 

CE105可用於研究過程控制中的流體運輸和液位控制問題。

 

基本的控制問題是通過改變循環泵的速度來調節其中一個水箱的液位。使用者指南包括使用靜態和瞬態測量進行系統建模、穩態誤差分析、瞬態響應研究和Ziegler/Nichols調整方法的實驗。

 

每個水箱都有一個液位傳感器,它輸出與每個水箱中的水位成比例的信號。每個水箱上的刻度可以讓學生檢查液位傳感器的校準。

 

可變速泵將水注入左側水箱。如果需要,閥門可以將此水箱連接到第二個水箱,用於雙水箱實驗。一個流量計以旋轉計型方式顯示流速。電子流量計測量流速。

 

CE105MV多變數連接式水箱實驗室設備提供額外的實驗。它與CE105類似,但具有第二個泵和流量計。這個泵將水注入右側的水箱,並獨立於其他泵工作。這使得可以進行更高級的實驗,研究多變數控制的原理(兩個泵一起工作,同時維持兩個水箱的正確液位)。

 

學習成果包括:

  • 信號傳感器和執行器電路的校準

  • 過程系統中的系統動力學

  • 模擬比例、比例+積分或比例+積分+微分控制控制器的設計和操作

  • 穩態誤差和閉環瞬態響應

  • Ziegler/Nichols控制器調整規則

  • 多變數控制

  • 步階變化調整

  • 狀態反饋

  • 流量控制