双容水箱液位串级控制系统课程设计 1. 设计题目 双容水箱液位串级控制系统设计 2. 设计任务 图1 所示双容水箱液位系统，由水泵1、2 分别经过支路1、2 向上水箱灌水，在支路一中设置调理阀，为保持下水箱液位恒定，支路二则经过变频器对下水箱液位施加扰乱。试设计串级控制系统以保持下水箱液位的恒定。 第二支路 引入扰乱 变频 泵2 第一支路 泵1 图1 双容水箱液位控制系统表示图 3. 设计要求 1）已知上下水箱的传达函数分别为： Gp1 H1(s) 2 ，Gp2 (s) H2(s) H2(s) 1 。 (s) 5s1 Q2(s) H1(s) 20s1 U1(s) 要求画出双容水箱液位系统方框图，并分别对系统在有、无扰乱作用下的动向过程进行仿真（假定扰乱为在系统单位阶跃给定下投运 10s 后施加的均值为0、方差为0.01 的白噪声）； 2）针对双容水箱液位系统设计单回路控制，要求画出控制系统方框图，并分别 对控制系统在有、无扰乱作用下的动向过程进行仿真，此中PID 参数的整定要 求写出整定的依照（选择何种整定方法，P、I、D 各参数整定的依照怎样），对仿真结果进行评论； 3）针对该受扰的液位系统设计串级控制方案，要求画出控制系统方框图及实行方案图，对控制系统的动向过程进行仿真，并对仿真结果进行评论。 4.设计任务剖析 双 容 水 箱 液 位 串 级 控 制 系 统 课 程 设 计 (文 档 )--第 1页双 容 水 箱 液 位 串 级 控 制 系 统 课 程 设 计 (文 档 )--第 1页 系统建模基本方法有机理法建模和测试法建模两种，机理法建模主要用于生产过程的机 理已经被人们充分掌握，并且能够比较切实的加以数学描绘的状况；测试法建模是依据工业过程的实质状况对其输入输出进行某些数学办理获得，测试法建模一般较机理法建模简单， 特别是在一些高阶的工业生产对象。关于本设计而言，因为双容水箱的数学模型已知，故采纳机理建模法。 在该液位控制系统中，建模参数以下： 控制量：水流量 Q； 被控量：下水箱液位； 控制对象特征： H1(s) 2 （上水箱传达函数）； Gp1(s) 5s U1(s) 1 H2(s) H2(s) 1 （下水箱传达函数）。 Gp2(s) Q2(s) H1(s)20s1 控制器：PID； 履行器：控制阀； 扰乱信号：在系统单位阶跃给定下运转 10s 后，施加均值为 0、方差为 0.01 的白噪声 为保持下水箱液位的稳固， 设计中采纳闭环系统， 将下水箱液位信号经水位检测器送至 控制器（PID），控制器将实质水...
