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内蒙古科技大学

控制系统仿真课程设计说明书

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题 目：双容水箱液位控制系统

仿真

学生姓名：任志江 学 号：1067112104 专 业：测控技术与仪器 班 级：测控 10-1班 指导教师：梁丽

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课程名称 设计题目 指导教师 梁丽 控制系统仿真 双容水箱液位控制系统仿真 时间 2012.10.29~2012.11.02 一、教学要求 1、学会收集和查阅资料，学会针对指定控制系统建立数学模型的方法； 2、学会使用Matlab/Simulink建模和仿真的方法； 3、掌握控制器的设计方法，以及控制器参数整定和优化的方法。 二、设计资料及参数 FV101 定值 Qi 记录 Qo LT h 104 双容水箱结构图 1、双容水箱逻辑结构上图所示。 水流入量Qi由调节阀u（FV101）控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变，被调量为下水箱水位h，分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。 2、对某种型号的水箱，在某一平衡点附近，建立其线性化模型，其中各参数分别为：T1=80s，T2=80s，K1=KuR1=1，K2=R2/R1=1，?1?8s,?2?2s 。 三、设计要求及成果 1、分析系统，根据物料平衡原理（即液位平衡状态下，流出量必然等于流入量）和给出的参数推导系统的数学模型； 2、将数学模型转变为仿真模型，并用Matlab/Simulink实现求其动态响应； 3、设计合理的控制器（控制算法）控制下水箱液位，使其尽量满足稳、准、快的要求； 4、针对大滞后系统，可以用Simulink搭建带有Smith预估器的PID控制器，将该模块嵌入到控制系统中直接控制。并与第三步设计的控制器的控制效果进行比较； 精彩文档

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5、完成5000字左右的课程设计报告（包括设计原理、设计过程及结果分析几部分），要求给出设计的模型图和仿真曲线图。 四、进度安排 1、根据给定的参数或工程具体要求，收集和查阅资料（一天） 2、Matlab/Simulink建模（一天） 3、控制系统设计与优化（两天） 4、编写课程设计说明书（一天） 五、评分标准 1）工作态度（占10%）； 2）基本技能的掌握程度（占20%）； 3）方案的设计是否可行和优化(40%)； 4）课程设计技术设计书编写水平(占30%)。 分为优、良、中、合格、不合格五个等级。 六、建议参考资料 1、李国勇，控制系统数字仿真与CAD[M]，北京：电子工业出版社，2003，9 2、王丹力，MATLAB控制系统设计仿真应用[M]，北京：中国电力出版社，2007，9 2、薛定宇，控制系统仿真与计算机辅助设计[M]，北京：机械工业出版社，2005，1 3、金以慧，过程控制[M]，北京：清华大学出版社，2003，6

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