魏学明开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告目:基于Labview的双容水槽液位控制系统设计学院：电子信息学院班级:测控102学号：201000454208姓名：魏学明指导教师：王双红2014年3月一、课题来源及研究的意义1二、国内外研究现状2三、课题主要研究内容23.1实验平台的结构设计及其原理23.2水箱模型建立分析33.3方案设计43.4硬件设计53.5软件设计5四、课题研究的难点、拟采取的措施7五、课题进度安排8参考文献：9论文题目基于LAVIEW的双容水槽液位控制系统设计论文类型（请在有关项目下作丿记号）基础研究应用研究工程技术跨学科研究V一、课题来源及研究的意义随着计算机技术的快速发展和普及，当今测控

2、领域的一个重要发展趋势就是以计算机技术为中心的虚拟仪器。虚拟仪器以透明的方式把计算机资源（如微处理器、内存、显示器等）与仪器硬件（如A/D、D/A、数字I/O、定时器、信号调理等）的测量、控制能力结合在一起，通过软件实现对数据的分析处理、表达以及图形化用户接口。人们牛活以及工业牛产经常涉及到液位的控制问题，例如饮料、食品加工、居民牛活用水的供应、溶液过滤等多种行业的生产加工过程，通常要使用蓄水池。蓄液池中的液位需要维持合适的高度，太满容易溢出造成浪费，过少则无法满足需求。因此，需要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量，使得蓄液池内液位保持正常水平，以保证产晶的质量和牛产效益。这些不同背景的

3、实际问题都可以简化为某种水箱的液位控制问题。因此液位是工业控制过程中一个重要的参数。特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的牛产效果。水箱液位控制系统的设计应用非常长广泛，可以把一个复杂的液位控制系统简化成一个水箱液位控制系统来实现。LabVIEW是美国NI公司开发的一种基于图形语言的软件开发平台。集成了大量图形界面的模板，自身功能强大，在测试与测量、过程控制与处理、科学研究和分析等方面有广泛的应用。但是，在实际应用中，对于一些需要进行大量数据运算处理的复杂应用,LabVIEW并不能很好的满足系统对运算速度等方面的要求。Matlab是一种功能强、效率高、简单学的数

4、学软件，有可靠的数值计算和符号计算功能、强大的绘图功能、简单易学的语言体系以及为数众多的应用工具。但是Matlab的数据输入、网络通信和硬件控制等方面都比较繁琐。如果把LabVIEW与Matlab相结合使用，无疑将使虚拟仪器的数据处理及绘图等功能更加强大。因此，用LabVIEW与Mallab之间的混合编程，在功能上互补,具有实用价值。因此，本课题以双容水槽液位控制系统为研究对象，以LabVIEW为开发软件，以Matlab为编程和仿真软件，建立液位控制系统的实验平台，研究PID控制及单神经元PID控制效果，并基于过程控制实验系统的双水箱液位系统，在计算机控制系统上对该平台进行应用研究。二、国内外

5、研究现状PID控制器作为最早实用化的控制器已有70多年历史，它的算法简单易懂、使用中参数容易整定，也正是由于这些优点，PID控制器现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID的发展过程，很大程度上是它的参数整定方法和参数自适应方法的研究过程。最早的参数工程整定方法是在1942年由Ziegler和Nichols提出的简称为Z-N的整定公式，尽管时间已经过去半个世纪了，但至今还在工业控制中普遍应用。1953年Cohen-Coon继承和发展了整定公式，同时也提出了一种考虑被控过程时滞大小的Cohen-Coon整定公式。自从Ziegler和Nichols提出参数整定方法起，有许多技术已经被用于PID控制器

6、的手动和自动整定。按照发展阶段划分，可分为常规PID参数整定方法及智能PID参数整定方法：按照被控对象个数来划分，可分为单变量PID参数整定方法及多变量PID参数整定方法，前者包括现有大多数整定方法，后者是最近研究的热点及难点：按控制量的组合形式来划分，可分为线性PID参数整定方法及非线性PID参数整定方法，前者用于经典调节器，后者用于由非线性跟踪•微分器和非线性组合方式牛成的非线性PID控制器。从目前PID参数整定方法的研究和应用现状来看，以下几个方面将是今后一段时间研究和实践的重点：（1）对于单入单出被控对象，需要研究针对不稳定对象或被控过程存在较大干扰情况下的参数整定方法，使其在初始化、

7、抗干扰和鲁棒性能方而进一步增强，使用最少量的过程信息及较简单的操作就能较好地完成整定。（2）对于多入多出被控对象，需要研究针对具有显著耦合的多变量过程的多变量参数整定方法，进一步完善分散继电反馈方法，尽可能减少所需先验信息量，使其易于在线整定。三、课题主要研究内容3.1实验平台的结构设计及其原理该平台是以双容水箱为控制对象，以上水箱和下水箱的液位为控制量。随着液位、压力、流量的变化，相应的传感器会