【正文】 間常數(shù)，增加了它的帶寬，從而使系統(tǒng)的響應(yīng)加快，控制更為及時(shí)。 2）基本掌握了簡單系統(tǒng)模型的 PID 參數(shù)整定方法，對 PID 調(diào)節(jié)器中的 P、I、 D 各個(gè)參數(shù)的功能、特性有了更加深刻的認(rèn)識。 謝謝 你 對我的指導(dǎo)和幫助！ 同樣很感謝和我一起做畢設(shè)的同學(xué)們，我們在一個(gè)團(tuán)隊(duì)中，一起提高，一起奮斗著，希望我們的友誼長存。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識的大概總結(jié)，但是真的面對畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯(cuò)誤的 ,畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對學(xué)校所學(xué)知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開端，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對所學(xué) 知識理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè) .畢業(yè)的時(shí)間一天一天的臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。 碰到問題 老師 給予我的不是現(xiàn)成的答案而是尋求答案的思路和方法，讓我在完成一篇畢業(yè)論文的過程中得到的不僅是知識上更是思維上的突破。通過和其他控制算法比較，最終 采用串級控制對雙容水箱實(shí)現(xiàn)液位控制， 通過學(xué)習(xí)和了解 PID 算法及串級控制的工作原理，理論聯(lián)系實(shí)際，實(shí)現(xiàn)了以雙容水箱為對象，建立數(shù)學(xué)模型，在 matlab 軟件環(huán)境下，對控制水箱液位的控制算法進(jìn)行仿真研究。由于在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上多了一個(gè)副回路，所以具有以下一些特點(diǎn)： 7 \ l O* {39。 B. 待系統(tǒng)穩(wěn)定后，做階躍響應(yīng)，系統(tǒng)衰減比為 10： 1 時(shí)，階躍響應(yīng)如下圖： 參數(shù)： K1=， Ti=無窮大， TD=0 圖 42 單回路 MATLAB 仿真階躍響應(yīng)曲線波形圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 經(jīng)觀測，此時(shí)衰減比近似 10： 1，周期 Ts=14s， K= C．根據(jù)衰減曲線法整定計(jì)算公式，得到 PID 參數(shù)： K1=*5/4=，取 12；Ti==（注： MATLAB 中 I=1/Ti=）； TD==. 使用以上 PID 整定參數(shù)得到階躍響應(yīng)曲線如下： 參數(shù)： K1=12， Ti=， TD= 圖 43 單回路 MATLAB 仿真階躍響應(yīng)曲線波形圖 觀察以上曲線可以初步看出，經(jīng)參數(shù)整定后，系統(tǒng)的性能有了很大的改善。為了簡便起見，本設(shè)計(jì)采用一步整定法。但副回路是隨動(dòng)系統(tǒng)，要求副參數(shù)能準(zhǔn)確、快速地跟隨主調(diào)節(jié)器輸出的變化。 、副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇 在串級控制系統(tǒng)中，主、副 調(diào)節(jié)器起的作用不同。 (3)在系統(tǒng)特性上，串級控制系統(tǒng)由于副回路的引人，改善了對象的特性，使控制過程加快，具有超前控制的作用，從而有效地克服滯后，提高了控制質(zhì)童。副回路由副變量檢測變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過程構(gòu)成；主回路由主變量檢測變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副 過程和主過程構(gòu)成。此時(shí)如果再用以前已整定好的 PID 參數(shù) 來控制此時(shí)的被調(diào)參量，控制效果肯定不理想。特別是對于溫度、成分等變化緩慢的過程控制，這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重。這種方法僅根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)來整定控制器的參數(shù)，具有物理意義明確的優(yōu)點(diǎn)，可以以較少的試驗(yàn)工作量和簡便的計(jì)算，得出控制器參數(shù)，因而在生產(chǎn)現(xiàn)場得到了廣泛應(yīng)用。由于不易使系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定的臨界振蕩或不允許系統(tǒng)離線進(jìn)行參數(shù)整定，臨界參數(shù)的獲取通常用 Astrom和 Hagglund 提出的繼電反饋法?？紤]到串級控制可以使某些主要干擾提前被發(fā)現(xiàn)，及早控制，在內(nèi)環(huán)引入負(fù)反饋，檢測上水箱液位，將液位信號送至副控制器，然后直接作用于控制閥，以此得到較好的控制效果。容器 2 的液位也不會(huì)影響容器 1的液位，兩容器無相互影響。 7） 模型應(yīng)用 應(yīng)用方式因問題的性質(zhì)和建模的目的而異。用數(shù)學(xué)語言來描述問題。 不論是用數(shù)學(xué)方法在科技和生產(chǎn)領(lǐng)域解決哪類實(shí)際問題，還是與其它學(xué)科相結(jié)合形成交叉學(xué)科，首要的和關(guān)鍵的一步是建立研究對象的數(shù)學(xué)模型，并加以計(jì)算求解。如在化工生產(chǎn)過程中，鍋爐液位的穩(wěn)定性及快速性直接影響到成品的質(zhì)量；在建材行業(yè)中，玻璃爐窯液位的穩(wěn)定性對爐窯的使用壽命及產(chǎn)品的質(zhì)量起著決定性的作用；民用水塔的供水，如果水位太低，則會(huì)影響居民的生活用水；工礦企業(yè)的排水與進(jìn)水制得當(dāng)與否，關(guān)系到車間的生產(chǎn)狀況；鍋爐汽包液位過低，會(huì)使鍋爐過熱，可能發(fā)生事故；精餾塔液位控制，控制精度與工藝的高低會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量與成本等。且比較加入智能型控制后的系統(tǒng)與傳統(tǒng) PID 是否會(huì)有性能上的差異。 而控制的概念更是應(yīng)用在許多生活周遭的事物上。對于簡單的線性、時(shí)不變系統(tǒng)，數(shù)學(xué)模型容易建立，采用 PID 控制能夠取得滿意的控制效果。 2)對象特性的非線性 對象特性大多是隨負(fù)荷變化而變化，當(dāng)負(fù)荷改變時(shí)，動(dòng)態(tài)特性有明顯的不同。 人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常涉及到液位和流量的控制問題，因此液位是工業(yè)控制過程中一個(gè)重要的參數(shù)。兩個(gè)串連的單容對象構(gòu)成的雙容對象就比較典型。 Jing flow, liquid level control tower control accuracy and level of the craft can influence the quality of the products and the cost, etc. In these production field, are basically labor strength or the operation has certain risk nature of work , extremely prone to accidents caused by operating error, the losses, killing manufacturer, Visible, in actual production, liquid level control accuracy and control effects directly affect the factory production cost and economic benefit of safety coefficient. Even equipment so, in order to ensure safety, convenient operation, you have to research the development of advanced level control methods and strategies. In the design of the tank as a research object in liquid level control system, amount of liquid level in the tank to be controlled, selected the outlet valve bodies in the implementation of a control system. Establishment of the PID control algorithm of liquid level. Although the PID control is one of the most widely used in control systems control algorithms. But to get good control of effects, the determination of PID control parameters must be reasonable, so that it has a reasonable mathematical model. The graduation design topic is the liquid level control system based on matlab\simulink control. Among them was controlled object for tank level, matlab is mainly used in the simulation test. In modern industry level control of important ponent, it influence upon production not allow to ignore, in order to ensure safety in production and the product quality and quantity , the level and perform effective control is very necessary. 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 III KEY WORDS： liquid level control ,PID control， cascade control, matlab\simulink 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 IV 目 錄 第一章 緒論 ............................................................... 1 選題背景及意義 .................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................... 2 過程控制的特點(diǎn) ............................................... 2 液位控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 ...................................... 2 液位控制的前景 ............................................... 3 本文研究內(nèi)容 ...................................................... 4 第二章 建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ................................................. 5 數(shù)學(xué)建模的基本概念 ................................................ 5 數(shù)學(xué)建模的過程 .................................................... 5 數(shù)學(xué)建模的建立方法 ................................................ 6 機(jī)理法 ....................................................... 6 雙容水箱數(shù)學(xué)模型的