结构推理
试分析图所示串联液体贮槽对象的动态特性,写出以的变化量为输入、的变化量为输出的微分方程及传递函数表达式。图中,、分别为贮槽1及贮槽2的截面积,阀门的阻力系数分别为、。
【正确答案】解假定该系统在工作过程中各变量偏离各稳态值的量都很小,故均为线性对象。为了书写
方便,各变量的增量直接用变量本身表示,省去“”符号。由机理分析,得出下列方程式
(1)
(2)
(3)
(4)
将式(2)代入式(1),式(2)、式(4)同时代入式(3),分别得
(5)
(6)
由式(6)解出 (7)
求导后得 (8)
将式(7)、式(8)两式代入式(5),经整理后可得
(9)
式(9)就是描述该系统的二阶线性微分方程式。在零初始条件下,将式(9)两端取拉普拉斯变换,就可以求得传递函数
【答案解析】