内容发布更新时间 : 2024/12/25 13:05:34星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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控制理论模块项目驱动实践报告
—基于Labview的单容水箱液位控制系统
学 院: 电气工程与自动化 专业班级: 自动化151班 学 号: 2420152857 学生姓名: 廖 梓 柔 指导老师: 任 金 霞 时 间: 2017.6.23
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摘 要
本文是基于Labview的单容水箱液位控制系统的设计过程,涉及到Labview的应用、数据采集、水箱系统的建模、PID算法、液位的动态控制等一系列的知识。作为单容水箱液位的控制系统,其模型为一阶惯性函数,控制方式采用了PID算法。选用合适的器件设备、控制方案和算法,能够最大限度地达到系统对调节时间、超调量、稳态精度等控制性能的要求。
Labview 程序称为虚拟仪器 (VI) ,拥有的整套工具可用于采集、分析、显示和存储数据,以及解决用户在编写代码过程中可能出现的问题。本设计通过Labview输入控件和显示控件创建用户界面(前面板)。输入控件指旋钮、按钮、转盘等输入装置。显示控件指图形、指示灯等输出显示装置。结合数据采集卡的应用建立水箱惯性系统的模型。在水箱建模的基础上利用matlab仿真获得最优PID控制参数。前面板创建完毕后,使用 VI 和结构控制前面板上水箱的输入电压,通过NI数据采集卡采集液面高度反馈的电压,从而实现对水箱液面高度的PID调节,从而达到对一阶水箱的液位控制。 关键词:
Labview;水箱建模;数据采集;PID控制
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目 录
第一章 绪论 ..................................... 1
1.1设计背景及意义 .................................. 1 1.2设计目的 ....................................... 1 1.3 设计要求 ....................................... 2
第二章 系统总体设计 ............................. 3
2.1系统设计原理 .................................... 3 2.1.1水箱液位变化的原理 .......................... 3 2.1.2水箱液位控制的原理 .......................... 3 2.2水箱液位系统的控制模型 .......................... 4
第三章 设计准备 ................................. 5
3.1硬件准备 ....................................... 5 3.1.1水箱比例系数的调节 .......................... 5 3.1.2数据采集卡(DAQ) ........................... 7 3.2软件安装 ....................................... 9 3.2.1Labview的安装 ............................... 9 3.2.2DAQ的安装 .................................. 10 3.2.3PID控制器的安装 ............................ 11
第四章 设计过程 ................................ 12
4.1水箱系统建模 ................................... 12 4.1.1水箱建模原理 ............................... 12
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