毕业论文--基于MATLAB的三容水箱液位串级控制系统的设计

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1、毕业设计(论文)专业班级学生姓名学号课题基于MATLAB的三容水箱液位串级控制系统的设计基于MATLAB的三容水箱液位串级控制系统的设计指导老师：孙虹摘要液位是工业生产过程中重要的被控量之一，因而液位控制的研究具有很大的现实意义。水箱的液位控制对石油、冶金、化工等行业来说必不可少。本论文的目的是设计三容水箱液位串级控制系统，在设计中充分利用自动化仪表技术，计算机技术，自动控制技术，以实现对水箱液位的串级控制。首先对被控对象的模型进行分析，并采用实验建模法求取模型的传递函数。然后，根据被控对象模型和被控过程特性并加入PID调节器设计串

2、级控制系统，采用动态仿真技术对控制系统的性能进行分析。同时，通过对实际控制的结果进行比较，验证了串级控制对提高系统性能的作用。随着计算机控制技术的迅速发展，组态技术开始得到重视与运用,它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。关键词：液位，串级控制，PID调节器,系统仿真AbstractLiquidlevelisoneofimportantcontrolledvariablesinindustrialprocess,soresearchonithasgreatr

3、ealisticsignificance.Thepurposeofthisthesisistodesigntheliquidlevel'scascadecontrolsystemofthethree-tank.Thisdesignmakesfulluseoftheautomaticindicatortechnique﹑thecomputertechnique﹑thecommunicationtechniqueandtheautomaticcontroltechniqueinordertorealizecascadecontrolof

4、watertank'sliquid.First,Icarryouttheanalysisofthecontrolledobjects'model,andusetheexperimentalmethodtocalculatethetransferfunctionofthemodel.Next,Idesignthecascadecontrolsystemandusethedynamicsimulationtechniquetoanalyzethecapabilityofcontrolsystemanddesignthecascadeco

5、ntrolsystem，accordingtothemodelofcontrolledobjectandcharacteristicofcontrolledprogress,jioningthemodulatorofPID.Inthemeantime,bycomparingthecontrolsystemfunctions,Ivalidatetheeffectsofcascadecontrolsystemonacceleratingsystemperformance.Ascomputercontroltechnologydevelo

6、psatahighspeed,configurationtechnologyisregardedandused,whichcansolvesomanyproblemsoftraditionalindustrialcontrolsoftwarethatuserscanconfigureatwilltofinishtheirautomaticprojectsaccordingtotheirobjectandgoal.Keywords：liquidlevel，cascadecontrol,PIDmodulator，systemsimula

7、tion.目录1绪论11.1过程控制概述11.1.1过程控制的特点11.1.2工业过程控制的发展概况21.1.3过程计算机控制系统21.2液位串级控制系统概述41.2.1串级控制系统基本概念即组成结构41.2.2系统特点及分析41.3MATLAB软件介绍51.3.1MATLAB系统组成51.3.2基于MATLAB的数值处理62被控对象建模72.1试验法简介72.2实验步骤介绍82.3水箱数据采集方法介绍：92.3.1上水箱阶跃响应参数测定：92.3.2中水箱阶跃响应参数测定：92.3.3下水箱阶跃响应参数测定：102.4数据拟合与水

8、箱传递函数求取102.4.1求取上水箱模型传递函数102.4.2求取中水箱模型传递函数122.4.3求取下水箱模型传递函数133控制系统设计及仿真163.1控制系统的选择163.2PID控制简介173.2.1比例（P）控制173.2.