【正文】 然后我要感謝我的母校四年來對(duì)我的教育和關(guān)懷，四年大學(xué)生活讓我學(xué)到了很多，懂得了很多。 計(jì)算機(jī)控制與過程儀表控制比較通過比較計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與過程儀表控制系統(tǒng)在在階躍響應(yīng)下的曲線和階躍響應(yīng)性能指標(biāo)，可以看出計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在階躍量相同的情況下，它的超調(diào)量大于儀表控制，說明儀表控制系統(tǒng)的性能優(yōu)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，這主要是因?yàn)閮x表控制系統(tǒng)的PID參數(shù)整定的要比計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的好。簡(jiǎn)單易學(xué)的類Basic腳本語言與豐富的MCGS策略構(gòu)件，使您能夠輕而易舉地開發(fā)出復(fù)雜的流程控制系統(tǒng)。I=0。工作原理：過程壓力通過壓力傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)差分放大器、輸出放大器放大后，再經(jīng)V/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為與輸入壓力成線形對(duì)應(yīng)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號(hào)。仿真結(jié)束時(shí)間設(shè)置為500s，仿真得到的波形圖如下： MATLAB加入副回路仿真曲線圖 去除副回路的仿真 將切換開關(guān)置于上，去掉副回路，系統(tǒng)成為單回路控制系統(tǒng)，重新運(yùn)行仿真，得到仿真圖入下圖所示： MATLAB不加入副回路仿真曲線，引入副回路組成三容水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)后動(dòng)態(tài)特性比不加入副回路的控制系統(tǒng)有了很大的改善，使不穩(wěn)定的三階系統(tǒng)變得穩(wěn)定，對(duì)被控對(duì)象的調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。 PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖PID控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定值r(t)與實(shí)際輸出值c(t)構(gòu)成控制偏差e(t)，即e(t)=r(t)c(t)。yi=polyval(p, xi)。)在MATLAB中繪出曲線如下： 上水箱擬合曲線 上水箱模型計(jì)算曲線根據(jù)曲線采用切線作圖法計(jì)算上水箱特性參數(shù)，當(dāng)階躍響應(yīng)曲線在輸入量x(t)產(chǎn)生階躍的瞬間，即t=0時(shí)，其曲線斜率為最大，然后逐漸上升到穩(wěn)態(tài)值，該響應(yīng)曲線可用一階慣性環(huán)節(jié)近似描述，需確定K和T。 記錄階躍響應(yīng)參數(shù)(間隔30s采集數(shù)據(jù)):16111627121738131849 14195 10 15 20 上水箱階躍響應(yīng)數(shù)據(jù) 中水箱階躍響應(yīng)參數(shù)測(cè)定：控制調(diào)節(jié)閥開度,使應(yīng)參數(shù)測(cè)定初始開度OP1=45,等到水箱的液位處于平衡位置時(shí)。顧名思義，試驗(yàn)法建模的主要特點(diǎn)是不需要深入了解過程的機(jī)理。數(shù)學(xué)問題的數(shù)值解法已經(jīng)成功地運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域。 MATLAB軟件介紹MATLAB軟件是由美國(guó)MathWorks公司開發(fā)的，是目前國(guó)際上最流行、應(yīng)用最廣泛的科學(xué)與工程計(jì)算軟件，它廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、數(shù)學(xué)運(yùn)算、信號(hào)分析、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形圖象處理、語音處理、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)工程和航天工業(yè)等各行各業(yè)，也是國(guó)內(nèi)外高校和研究部門進(jìn)行許多科學(xué)研究的重要工具。 （2）應(yīng)用程序由用戶根據(jù)要解決的控制問題而編寫的各種程序（如各種數(shù)據(jù)采集﹑濾波程序﹑控制量計(jì)算程序﹑生產(chǎn)過程監(jiān)控程序），應(yīng)用軟件的優(yōu)劣將影響到控制系統(tǒng)的功能﹑精度和效率。之后，以最小二乘法為基礎(chǔ)的系統(tǒng)辨識(shí)，以極大值和動(dòng)態(tài)規(guī)劃為主要方法的最優(yōu)控制和以卡爾曼濾波理論為核心的最佳估計(jì)所組成的現(xiàn)代控制理論，開始應(yīng)用于解決過程控制生產(chǎn)中的非線性，耦合性和時(shí)變性等問題，使得工業(yè)過程控制有了更好的理論基礎(chǔ)。有些機(jī)理復(fù)雜的過程至今尚未被人們所認(rèn)識(shí)，所以很難用目前過程辨識(shí)方法建立精確的數(shù)學(xué)模型，因此設(shè)計(jì)能適應(yīng)各種過程的控制并非易事。同時(shí)，通過對(duì)實(shí)際控制的結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了串級(jí)控制對(duì)提高系統(tǒng)性能的作用。 model, and use the experimental method to calculate the transfer function of the model .Next, I design the cascade control system and use the dynamic simulation technique to analyze the capability of control system and design the cascade control system ，according to the model of controlled object and characteristic of controlled progress,jioning the modulator of the meantime,by paring the control system functions,I validate the effects of cascade control system on accelerating system puter control technology develops at a high speed, configuration technology is regarded and used, which can solve so many problems of traditional industrial control software that users can configure at will to finish their automatic projects according to their object and goal.Keywords：liquid level，cascade control ,PID modulator，system simulation. 目錄1緒論 1 1 1 2 2 4 4 系統(tǒng)特點(diǎn)及分析 4 MATLAB軟件介紹 5 MATLAB系統(tǒng)組成 5 基于MATLAB的數(shù)值處理 62被控對(duì)象建模 7 試驗(yàn)法簡(jiǎn)介 7 實(shí)驗(yàn)步驟介紹 8 水箱數(shù)據(jù)采集方法介紹： 9 上水箱階躍響應(yīng)參數(shù)測(cè)定： 9 中水箱階躍響應(yīng)參數(shù)測(cè)定： 9： 10 數(shù)據(jù)擬合與水箱傳遞函數(shù)求取 10 10 12 133 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真 16 控制系統(tǒng)的選擇 16 PID控制簡(jiǎn)介 17 比例（P）控制 17 積分（I）控制 18 微分（D）控制 18 PID控制器參數(shù)整定 18 20 階躍響應(yīng)性能 20 加入副回路的仿真 20 去除副回路的仿真 21 加入擾動(dòng) 22 25 儀表控制系統(tǒng)概述 25 過程儀表介紹 25 檢測(cè)部分 25 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 26 控制器 27 計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng) 28 遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述 28 MCGS組態(tài)軟件概述 28 MCGS組態(tài)軟件的特點(diǎn) 29 計(jì)算機(jī)控制與過程儀表控制比較 306結(jié)論 32致謝 33參考文獻(xiàn) 34附錄：英文資料及譯文 351. 英文資料 352. 譯文 431緒論 過程控制是通過各種檢測(cè)儀表、控制儀表（包括電動(dòng)儀表和氣動(dòng)儀表，模擬儀表和智能儀表）和電子計(jì)算機(jī)（看作一臺(tái)儀表）等自動(dòng)化技術(shù)工具，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)監(jiān)督和自動(dòng)控制。過程控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以被控過程的特性為依據(jù)的。因此繼續(xù)采用常規(guī)的調(diào)節(jié)儀表（模擬式與數(shù)字式）已經(jīng)不能滿足對(duì)現(xiàn)代化過程工業(yè)的控制要求。如果控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)欠妥，會(huì)造成生產(chǎn)中對(duì)液位控制的不合理，導(dǎo)致原料的浪費(fèi)﹑產(chǎn)品的不合格，甚至造成生產(chǎn)事故，所以設(shè)計(jì)一個(gè)良好的液位控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的實(shí)際意義。 MATLAB系統(tǒng)組成(1) MATALB語言體系 MATLAB是高層次的矩陣／數(shù)組語言．具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出、面向?qū)ο蟮瘸绦蛘Z言特性。過程建模對(duì)于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化具有十分重要的意義。一般來說這種方法只能定性到反映過程數(shù)學(xué)模型，其精度較差。經(jīng)過一定調(diào)節(jié)時(shí)間后,水箱液位重新進(jìn)入平衡狀態(tài)。p=polyfit (x, y,3)。3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真 控制系統(tǒng)的選擇 計(jì)算三容水箱液位過程控制系統(tǒng)必須先建立三容水箱的過程模型。 積分（I）控制　　在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。二是工程整定方法，又稱實(shí)驗(yàn)法。,不可能得到與計(jì)算機(jī)仿真一致的理想曲線和控制性能。主要技術(shù)指標(biāo)：量程：0500M準(zhǔn)確度：%FS %FS %FS輸出信號(hào)：兩線制420Ma電源電壓：24V DC 220V AC 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行器(調(diào)節(jié)閥)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(閥),它接受調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào),并轉(zhuǎn)換趁直線位移或角位移來改變閥芯與閥座間的流通截面積以控制流入或流出被控過程的流體介質(zhì)的流量,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)過程參數(shù)的控制.QSVP系列智能電動(dòng)單坐調(diào)節(jié)閥是一種高性能的調(diào)節(jié)閥,廣泛用于電力,冶金,石油,化工,醫(yī)藥,鍋爐,輕工等行業(yè)的自動(dòng)控制中.電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受010mA/420mA/05V/15V等控制信號(hào),改變閥的開度,同時(shí)將閥門的隔離信號(hào)反饋給控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力,溫度,流量,液位等參數(shù)的調(diào)節(jié).主要技術(shù)參數(shù):輸入信號(hào):010mA/420mADC/05VDC/15VDC輸出信號(hào)。而在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各種無線網(wǎng)絡(luò)和無線電臺(tái)等多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。3）在儀表控制系統(tǒng)中，一般是一個(gè)控制器控制一個(gè)回路，而在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)具有高速運(yùn)算的能力，一個(gè)控制器（控制計(jì)算機(jī)）經(jīng)常采用分時(shí)控制的方式同時(shí)控制多個(gè)回路。附錄：英文資料及譯文1. 英文資料 The Integrated Circuit Digital logic and electronic circuits derive their functionality from electronic switches called transistor. Roughly speaking, the transistor can be likened to an electronically controlled valve whereby energy applied to one connection of the valve enables energy to flow between two other bining multiple transistors, digital logic building blocks such as AND gates and flipflops are formed. Transistors, in turn, are made from semiconductors. Consult a periodic table of elements in a college chemistry textbook, and you will locate semiconductors as a group of elements separating the metals and are called semiconductors because of their ability to behave as both metals and nonmetals. A semiconductor can be made to conduct electricity like a metal or to insulate as a nonmetal does. These differing electrical properties can be accurately controlled by mixing the semiconductor with small amounts of other elements. This mixing is called doping. A semiconductor can be doped to contain more electrons (Ntype) or fewer electrons (Ptype). Examples of monly used semiconductors are silicon and germanium. Phosphorous and boron are two elements that are used to dope Ntype and Ptype silicon, respectively. A transistor is constructed by creating a sandwich of differently doped semiconductor layers. The two most mon types of transistors, the bipolarjunction transistor (BJT) and the fieldeffect transistor (FET) are schematically illustrated in Figure figure shows both the silicon structures of these elements and their graphical symbolic representa