【正文】 在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感謝。老師們認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。最后，我要特別感謝我的導師劉望蜀老師、和研究生助教吳子儀老師。四年的風風雨雨，我們一同走過，充滿著關愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關心和愛護。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應用到實際工作中去。最后，我要感謝我的父母對我的關系和理解，如果沒有他們在我的學習生涯中的無私奉獻和默默支持，我將無法順利完成今天的學業(yè)。其次，我要感謝大學四年中所有的任課老師和輔導員在學習期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學習上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。從他身上，我學到了許多能受益終生的東西。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導，在我的論文書寫及設計過程中給了我大量的幫助和指導，為我理清了設計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。本次畢業(yè)設計是對我大學四年學習下來最好的檢驗。首先非常感謝學校開設這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎。在實際的工作崗位上，將要設計不同的控制系統(tǒng)，工業(yè)現(xiàn)場的過程控制系統(tǒng)不同于實驗室中的控制系統(tǒng)的設計，更不同于書本中的理論和公式，要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實際情況進行設計，將面臨遠比實驗室復雜的多的現(xiàn)場環(huán)境，設計系統(tǒng)未必是最先進的、最現(xiàn)代化，但必須是有效、可行、可靠。在條件允許的情況下，采用更高精度的采集模塊。同時上下水箱間的輸水閥和下水箱與總出水箱輸水閥的開度大小也會對液位的控制造成影響，應當考慮如何對他們進行控制。對于設計的兩種控制系統(tǒng)，可以做進一步的改進。特別是利用SIMULINK工具箱可以便捷地對不同的控制系統(tǒng)進行仿真，通過對PID控制的仿真，可以清楚的比較不同控制方案的優(yōu)劣，對在設計控制系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題在計算機中進行模擬，使對系統(tǒng)的設計方案更加明確。在實際的工程實踐中，我受益非淺，學習到了許多新的知識，掌握了實際操作的技能，特別是能夠將書中的知識與實際設計聯(lián)系起來，使對自動控制的理解上升到一個新的臺階。,不可能得到與計算機仿真一致的理想曲線和控制性能。 SIMULINK仿真框圖 MATLAB加入副回路仿真曲線 MATLAB不加入副回路仿真曲線：.，引入副回路組成雙容水箱液位串級控制系統(tǒng)后能夠很好的克服進入副回路的擾動,。 2．抗擾動能力維持初始階躍信號不變，并在副回路中加入擾動信號，觀察響應曲線. 在400s經(jīng)過慣性環(huán)節(jié)向副回路加入階躍值為70的擾動信號。副控制器P參數(shù)為KP=50，在初始點加40點階躍輸入量觀察階躍響應曲線。1. 階躍響應性能 SIMULINK仿真框圖通過手動切換開關（Manual Switch）可以實現(xiàn)副回路的引入與切除，以了解副回路對控制性能的影響,比較串級控制和非串級控制對雙容水箱液位的控制能力。 控制系統(tǒng)仿真通過MATLAB中的SIMULINK工具箱可以動態(tài)的模擬所的構造系統(tǒng)的響應曲線，以控制框圖代替了程序的編寫，只需要選擇合適仿真設備，添加傳遞函數(shù)，設置仿真參數(shù)。 (4) 控制器的選擇根據(jù)雙容水箱液位系統(tǒng)的過程特性和數(shù)學模型選擇控制器的控制規(guī)律。主副回路時間常數(shù)之比應在3到10之間，以使副回路既能反應靈敏，又能顯著改善過程特性。(3) 主副回路設計為了實現(xiàn)液位串級控制，使用雙閉環(huán)結構。但當電動調節(jié)閥突然斷電關斷時，后一種控制方式會造成長流水，導致水箱中水過多溢出，造成浪費或事故。(2) 控制參數(shù)的選擇從雙容水箱系統(tǒng)來看，影響液位有兩個量，一是通過上水箱流入系統(tǒng)的流量，二是經(jīng)下水箱流出系統(tǒng)的流量。在雙容水箱控制系統(tǒng)中選擇下水箱的液位為系統(tǒng)被控參數(shù)，因為下水箱的液位是整個控制作用的關鍵，要求液位維持在某給定值上下。當有擾動f1(t)作用于副對象時，副調節(jié)器能在擾動影響主控參數(shù)之前動作，及時克服進入副回路的各種二次擾動，當擾動f2(t)作用于主對象時，由于副回路的存在也應使系統(tǒng)的響應加快，使主回路控制作用加強。副回路中的調節(jié)器稱副調節(jié)器，控制副對象。(4) 調節(jié)時間：從過渡過程開始到被控參數(shù)進入穩(wěn)態(tài)值5%—+5%范圍所需的時間2．方案設計設計建立的串級控制系統(tǒng)由主副兩個控制回路組成，每一個回路又有自己的調節(jié)器和控制對象。為了保證系統(tǒng)足夠的穩(wěn)定程度。1．控制系統(tǒng)性能指標(1) 靜態(tài)偏差：系統(tǒng)過渡過程終了時的給定值與被控參數(shù)穩(wěn)態(tài)值之差。根據(jù)以下經(jīng)驗公式計算調節(jié)器參數(shù)： 調節(jié)器參數(shù)控制規(guī)律δTITDPδS PISS PIDSSS若被控對象為一階慣性環(huán)節(jié)或具有很小的純滯后，則可根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)廣義過程測量變送器階躍響應特性進行近似計算。在閉合控制系統(tǒng)中，把調節(jié)器的積分時間TI置于最大，微分時間TD置零，比例度δ置于較大數(shù)值反復做給定值擾動實驗，并逐漸減少比例度，直至記錄曲線出現(xiàn)4：1的衰減為止。在閉合控制系統(tǒng)中，把調節(jié)器的積分時間TI置于最大，微分時間TD置零，比例度δ置于較大數(shù)值，把系統(tǒng)投入閉環(huán)運行，將調節(jié)器的比例度δ由大到小逐漸減小，得到臨界振蕩過程，記錄下此時的臨界比例度δk和臨界振蕩周期Tk。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實際運行中進行最后調整與完善。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減曲線法。由于實驗測定的過程數(shù)學模型只能近似反映過程動態(tài)特，理論計算的參數(shù)整定值可靠性不高，還必須通過工程實際進行調整和修改。PID控制器參數(shù)整定的方法分為兩大類：一是理論計算整定法。特別對于有較大慣性或滯后環(huán)節(jié)的被控對象，比例積分控制能改善系統(tǒng)在調節(jié)過程中的動態(tài)特性。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。但當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（2）積分控制（I）：在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。PID控制規(guī)律為：或以傳遞函數(shù)形式表示：式中，KP:比例系數(shù) TI:積分時間常數(shù) TD:微分時間常數(shù) PID控制器各控制規(guī)律的作用如下：（1）比例控制（P）：比例控制是一種最簡單的控制方式。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調整方便而成為工業(yè)控制的主要技術之一。現(xiàn)在有利用PID控制實現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位