自动控制课程设计报告-基于pid的三容水箱控制

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1、成都理工大学课程设计报告自动控制课程设计报告学院:核技术与自动化工程学院专业:电气工程及其自动化班级:小组:第二组姓名:指导老师:完成时间:2011.12.1830成都理工大学课程设计报告基于PID的三容水箱控制摘　要在三容水箱是较为典型的非线性、时延对象，工业上许多被控对象的整体或局部都可以抽象成三容水箱的数学模型，具有很强的代表性和工业背景，研究三容水箱的建模及控制具有重要的理论意义及实际应用价值。 本设计主要是利用PID控制三容水箱。控制方案采取采用临界比例度法整定PID控制器参数、上位监控由三维力控组态软件设计构成。可以实现对系统工作的是实时监控与速度曲线显示。关键词：三容水箱组

2、态软件模糊PID控制 30成都理工大学课程设计报告Thethree-tankwatertankbasedonPIDcontrolAbstract:AbstractThree-tankwaterisatypicallynon-linearanddelayedplantwhichhastheverystrongbackgroundofindustry,forthewholeorpartofmanycontrolledobjectscanbeextractedasmathematicmodelofthree-tankwater.Researchonmodelingandcontrolofthr

3、ee-tankwaterhasfartheoreticalsignificanceandpracticalvalue.ThisdesignisthemainPIDcontrolthreeletwatertank.TakethecriticalratiocontrolschemeofthesetofPIDcontrollerparameters,uppermonitorfromthreedimensionalforcecontrolconfigurationsoftwaredesigntoform.Whichcanmakethesystemworkisreal-timemonitoring

4、andspeedcurveshows. Keywords:3letwatertankconfigurationsoftwarefuzzyPIDcontrol30成都理工大学课程设计报告目录第1章前言51.1课题研究目的51.2课题研究背景和意义51.3PID的特点5第2章三容水箱系统的硬件结构62.1三容水箱的原理结构62.2三容水箱的操作步骤7第3章控制的理论基础83.1PID控制原理83.2数学建模93.2MTLAB仿真与PID控制方法12第4章系统软件设计184.1plc编程184.2力控设置194.3组态软件设计特点23第5章实验结果245.1组态的动态液位变化24结论26致谢2

5、7参考文献28附录ⅠPLC系统编程2930成都理工大学课程设计报告第1章前言1.1课题研究目的此次课程设计以“基于PID的三容水箱控制”为题，由力控显示PID控制三容水箱，从而实现对三容水箱的控制，并把结果反馈到PLC上，在力控上显示出曲线。1.2课题研究背景和意义三容水箱是较为典型的非线性、时延对象，工业上许多被控对象的整体或局部都可以抽象成三容水箱的数学模型，具有很强的代表性，有较强的工业背景，对三容水箱数学模型的建立是非常有意义的。同时，三容水箱的数学建模以及控制策略的研究对工业生产中液位控制系统的研究有指导意义，例如工业锅炉、结晶器液位控制而且，三容水箱的控制可以作为研究更为复杂

6、的非线性系统的基础，又具有较强的理论性，属于应用基础研究。同时，它具有较强的综合性，涉及控制原理、智能控制、流体力学等多个学科。通过水箱液位的控制系统实验，用户除可以掌握控制理论、仪器仪表知识和现代控制技术之外，还可以熟悉生产过程的工艺流程，从控制的角度理解它的静态和动态工作特性。1.3PID的特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以

7、采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。30成都理工大学课程设计报告第2章三容水箱系统的硬件结构2.1三容水箱的原理结构（1）原理框图水箱为三容水箱，系统组成如下图所