双容液位串级控制系统的研究与设计.doc

摘要:液位控制和我们的生产和生活息息相关，所以对它进行深入的研究是极为必要的，本设计将液位作为研究对象将其设为被控量且选择出水阀门作为执行器。PID控制需要对参数进行合理的控制。因此，建立了串级液位控制算法 对系统进行分析，并且串级控制能够极大的克服系统的延迟。

本次设计主要通过对水箱液位用机理法去建模，对液位控制的发展进行简单的介绍，对单闭环控制系统进行设计，把水箱液位视为控制对象，用matlab软件来仿真，且对控制系统的PID参数进行整定并对各个参数进一步加深了解，对串级控制系统和单回路控制系统进行比较并且比较加入调节模块前后串级控制系统发生的变化。

关键词：液位控制；串级控制；PID控制；MATLAB仿真

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1选题背景及意义-1

1.2国内外研究现状-1

1.2.1过程控制的特点-1

1.2.2液位控制系统的发展现状-2

1.2.3液位控制的前景-2

1.3本文研究内容-2

2建立系统数学模型-4

2.1 数学模型的基本概念-4

2.2 数学建模的过程-4

2.3 数学模型的建立方法-4

2.3.1机理法-5

2.3.2测试分析法-5

2.4 双容水箱数学模型的建立-5

2.4.1 单容水箱数学模型的建立-5

2.4.2双容水箱数学模型的建立-6

2.5 确定被控参数及控制变量-6

3 液位控制系统方案设计-8

3.1单回路闭环控制系统设计-8

3.2控制系统的PID参数整定-8

3.3串级控制系统设计-10

3.3.1串级控制系统的设计思想-10

3.3.2 主、副调节器调节规律的选择-10

3.4串级控制系统的参数整定-11

4 控制系统的仿真-12

4.1 单回路控制系统的仿真-12

4.2串级控制系统的仿真-17

4.2.1无调节模块的串级控制系统-17

4.2.2加入调节模块的串级控制系统-18

4.3单回路控制系统和串级控制系统的比较-19

结    论-21

参 考 文 献-22

致  谢-23