水箱液位控制课程设计_自动化

课 程 设 计 报 告设计题目：水箱液位控制系统班级：自动化 0901班学号：20092400 姓名：弟文指导教师：王姝梁岩设计时间： 2012 年 5 月 7 日至 5 月 25 日摘要水箱液位控制系统是典型的自动控制系统，在工业应用上可以模拟水塔液位、炉成分等多种控制对象的自动控制系统。本次课程设计通过将电磁流量计和涡轮流量计分别作为主管道和副管道控制系统的调节阀控制水箱液位高度。首先通过测取被控液位高度过程的图像，建立了主回路的进水流量和主管道流量、进水流量和水箱（上）液位高度、副回路进水流量和水箱（上）液位、双容水箱的进水流量和水箱（下）液位之间的数学模型，从而加强了对液位控制系统的了解。然后，通过参数试凑法对PID 参数的调试，实现了单容水箱液位（上）的单回路控制系统和双容水箱液位的单回路控制系统控制器的设计。最后通过MATLAB 仿真实验，加深了对双容水箱滞后过程已经串级水箱液位过程和前馈控制系统的理解，对工业控制工程中对控制系统设计过程有了一定的认识。关键词 ：水箱液位控制器 PID 参数整定串级控制前馈控制目录1 引言 ...................................................................... 2 2 课程设计任务及要求........................................................ 2 2.1 实验系统熟悉及过程建模............................................... 2 2.2 实现单容水箱（上）液位的单回路控制系统设计........................... 2 2.3 实现双容水箱液位（上下水箱串联）的单回路控制系统设计................. 3 2.4 实现水箱（上）液位与进水流量的串级控制系统设计....................... 3 2.5 实现副回路进水流量的前馈控制......................................... 4 3 实验系统熟悉及过程建模.................................................... 4 3.1 系统结构 ............................................................. 4 3.2 过程建模 ............................................................. 5 3.2.1 进水流量和主管道流量模型....................................... 5 3.2.2 进水流量和上水箱液位模型....................................... 7 3.2.3 副回路流量与上水箱液位数学模型................................. 8 3.2.4 双容水箱串联进水流量与下水箱液位模型....................