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自动控制课程设计
课程名称：学 院：专 业：学 号：姓 名：指导老师：
双容水箱液位串级控制 机电与汽车工程学院 电气工程与自动化 631224060430 颜 馨 李斌、张霞
2014/12/30
目录
0摘要 ....................................................................... 1 1引言 ....................................................................... 1 2对象分析和液位控制系统的建立 ............................................... 1
2.1水箱模型分析 ......................................................... 1 2.2阶跃响应曲线法建立模型 ............................................... 2 2.3控制系统选择 ......................................................... 2
【2】
2.3.1控制系统性能指标 ............................................. 2 2.3.2方案设计 ....................................................... 3 2.4串级控制系统设计 ..................................................... 3
2.4.1被控参数的选择 ................................................. 3 2.4.2控制参数的选择 ................................................. 4 2.4.3主副回路设计 ................................................... 4 2.4.4控制器的选择 ................................................... 4
3 PID控制算法 ............................................................... 5
3.1 PID算法 ............................................................. 5 3.2 PID控制器各校正环节的作用 .......................................... 5 4 系统仿真................................................................... 6
4.1.1系统结构图及阶跃响应曲线 ....................................... 6 4.2.1 PID初步调整 ................................................... 9 4.2.2 PID不同参数响应曲线 .......................................... 11 4.3.1 系统阶跃响应输出曲线 .......................................... 16
5加有干扰信号的系统参数调整 ................................................ 19 6心得体会 .................................................................. 21 7参考文献 .................................................................. 21
0摘要
液位控制是工业生产乃至日常生活中常见的控制，比如锅炉液位，水箱液位等。针对水箱液位控制系统，建立水箱模型并设计PID控制规律，利用Matlab仿真，整定PID参数，得出仿真曲线，得到整定参数，控制效果很好，实现了水箱液位的控制。
关键词：串级液位控制；PID算法；Matlab；Simulink
1引言
面液位控制可用于生产生活的各方面。如锅炉液位的控制，如果液位过低，可能造成干烧，容易发生事故；炼油过程中精馏塔液位的控制，关系到产品的质量，是保障生产效果和安全的重要问题。因而，液位的控制具有重要的现实意义和广泛的应用前景。本文针对双容水箱，以下水箱液位为主控制对象，上水箱为副控制对象。选择进水阀门为执行机构，基于Matlab建模仿真，采用PID控制算法，整定PID参数，得出合理控制参数。
2对象分析和液位控制系统的建立
2.1水箱模型分析
现以下水箱液位为主调节参数，上水箱液位为副调节参数，构成传统液位串级控制系统，其结构原理图如图1所示。
图1 双容水箱液位控制示意图