双容水箱PID液位控制系统的仿真.doc

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1、双容水箱液位PID控制算法的仿真研究摘要由于单回路控制系统已不能克服液位控制中的一些问题，如：大时延、非线性、容量滞后等。因此本设计针对这些问题设计串级控制，对单回路控制系统无法控制的问题进行解决，同时比较单回路控制系统和串级控制系统的不同之处。本次毕业设计的课题是多容水箱的PID液位控制系统的仿真。在设计中，主要针对双容水箱进行了研究和仿真。本文的主要容包括：对水箱的特性确定与实验曲线分析，通过实验法建立了液位控制系统的水箱数学模型，设计出了串级控制系统，针对所选液位控制系统选择合适的PID算法。用MATL

2、AB/Simulink建立液位串级控制系统，调节器采用PID控制系统。通过仿真比较了单回路液位控制系统和串级控制系统控制的不同之处，以及参数的整定及各个参数的控制性能的比较，对所得到的仿真曲线进行分析，总结了参数变化对系统性能的影响。关键词：MATLAB；PID控制；串级控制；液位系统仿真MoreletwatertankPIDlevelcontrolsystemsimulationAbstractBecausesingleloopcontrolsystemhasnotovercomesomeoftheliqu

3、idlevelcontrolissues,suchas:bigtimedelay,non-linearprocess,capacitylagandsoon.Sothisdesignisproposedtosolvetheseproblems,thecascadecontrolforsingleloopcontrolsystemcan'tcontrolproblemsweresolved,meanwhilecomparedsingleloopcontrolsystemandcascadecontrolsyste

4、mdifferences.ThegraduationdesigntopicisbasedontheMATLABPIDlevelcontrolsystemsimulation.Inthedesign,Imainlyresponsibleisdoubleletwatertanksimulation.Themaincontentofthisarticleinclude:softwareMATLAB,theintroductionandapplicationofthesimulationofuseinSimulink

5、problemsthatshouldbepaidattentionto.GraspthebasicideasofPIDcontroltobefamiliarwithPIDalgorithm,PIDparameterssettingmethod.Watertankwiththeexperimentalcurvestodeterminethecharacteristics,throughthetestmethodanalysislevelcontrolsystemwasestablishedmathematica

6、lmodel,thewatertankdesignedcascadecontrolsystemfortheselectedlevelcontrol;choosetheappropriatecontrolsystemPIDalgorithm.MATLAB/Simulinkestablisheslevelcascadecontrolsystem,theregulatorusingfuzzyPIDcontrolsystem.Throughthecomparativesimulationsinglelooplevel

7、controlsystemandacascadecontrolsystemcontroldifferences,andparametersettingandvariousparameterscontrolperformancecomparison,applicationgetsPIDcontrolalgorithmisanalyzedforsimulationcurve,summarizestheparametersonthesystemperformanceimpact.Keywords:MATLAB；PI

8、Dcontrol;Cascadecontrol;Levelsystemsimulation目录1绪论11.1问题的提出及研究意义11.1.1水箱控制系统研究的意义11.2PID控制算法的研究现状21.3PID控制的应用与发展21.4本次设计的主要工作32MATLAB仿真概述42.1过程控制系统的MATLAB计算与仿真42.1.1控制系统计算机仿真42.2控制系统的MATLAB计算与仿真43PID控制