双容水箱液位控制结题研究报告2————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：3自动控制系统课程设计双容水箱系统——结题报告学校：北京工业大学学院：电控学院专业：自动化班级：组号：第五组组员：实验日期：指导教师：4目录一、课程设计任务.....................................................................3二、被控对象的模型及分析.....................................................5三、系统控制方案论证.............................................................7四、控制结构与控制器设计步骤.............................................8五、实验过程论述.....................................................................8六、实验结果及分析...............................................................12七、总结....................................................................................12八、附录....................................................................................125一、课程设计任务1、课程设计目的（1）掌握自动控制系统的分析与控制器设计方法。（2）掌握基于MATLAB的系统仿真方法（3）掌握基于实验方法确定系统模型参数的方法(4)掌握基于物理对象的控制系统的调试方法（5）培养编制技术总结报告的能力。2、被控对象:双容水箱系统3、性能指标要求衰减率4:1～10:1,超调量Mp<10%，调节时间Ts<45s，稳态误差0sse二、被控对象的模型及分析1双容水箱的数学模型双容水箱液位控制结构图如下图所示：图2-3双容水箱液位控制结构图设流量Q1为双容水箱的输入量，下水箱的液位高度H2为输出量，根据物料动态平衡关系，并考虑到液体传输过程中的时延，其传递函数为式中K=R4，T1=R2C1，T2=R4C2，R2、R4分别为阀V3和V4的液阻，C1和C2分别为左水箱和右水箱的容量系数。式中的K、T1和T2可由实验求得的阶跃响应曲线求出。具体的做法是在下图所示的阶跃响应曲线上取：6)-1(*)1*)(1*()()()(2112esSTSTKSGSQSH61）、h2（t）稳态值的渐近线h2(∞)；图2-4阶跃响应曲线2）、h2（t）|t=t1=0.4h2(∞)时曲线上的点A和对应的时间t1；3）、h2（t）|t=t2=0.8h2(∞)时曲线上的点B和对应的时间t2。然后，利用下面的近似公式计算式1-6中的参数K、T1和T2。其中：对于式（1-6）所示的二阶过程，0.32
