双容水箱液位控制系统设计与仿真.doc

摘 要:本文主要考察了双容水箱液位控制系统的设计过程及仿真结果.通过双容水箱液位控制系统的数学模型建立和PID控制器参数的整定，来实现水箱液位的控制.

在整个设计过程中，充分运用自动控制技术、自动化仪表技术、计算机技术和通讯技术，来实现系统的仿真正常运行.本文主要设计思路是以实验装置双容水箱液位控制系统为考察对象，建立其数学模型，阐述PID控制原理并进行PID控制器的参数整定，通过Matlab软件进行仿真得到响应曲线.论文研究内容主要包括双容水箱液位控制系统的数学模型建立、设计PID控制器、在Simulink上进行仿真运行.最后，借助各项研究数据以及实验过程数据对仿真结果进行分析，得出理想的双容水箱液位控制系统.在整个研究过程中，PID控制器保证了系统控制信号的稳定和稳态稳定，使用Simulink工具保证了仿真控制系统的理想效果.

本文的实验结果是基于实验数据以及借助软件的数据分析，具有一定的参考意义，也为工业过程控制提供了很好的理论和实验依据.

关键词：串级控制系统；双容水箱；PID控制器；Matlab

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1过程控制概述-1

1.2研究意义与发展前景-2

1.3双容水箱液位控制的研究现状-3

1.4主要研究内容-4

第2章 双容水箱液位控制系统数学模型建立-5

2.1液位控制过程分析-5

2.2过程建模方法-6

2.2.1机理法-6

2.2.2测试法-7

2.2.3阶跃响应法-7

2.3双容水箱液位系统建模-8

第3章 双容水箱液位控制系统的设计-13

3.1液位串级控制系统-13

3.1.1串级控制-13

3.1.2串级控制的设计-13

3.1.3串级控制应用场合-14

3.2 PID控制原理-15

第4章 双容水箱液位控制仿真-19

4.1液位控制系统仿真-19

4.2双容水箱液位控制系统框图-19

4.3 Matlab软件介绍-20

4.4双容水箱液位控制系统仿真-21

4.5不同环境和扰动下的仿真结果展示-22

第5章 结论与展望-29

5.1结论-29

5.2展望-29

参考文献-30

致  谢-31