当上水箱有干扰时，此干扰经过控
制通路传递到下水箱，会有很大的延迟，进而使控制器响应滞后，影响控制效果，在实际生产中，如果干扰频繁出现，无论如何调整PID参数，都将无法得到满意的效果。考虑到串级控制可以使某些主要干扰提前被发现，及早控制，在内环引入负反馈，检测上水箱液位，
将液位信号送至副控制器，然后直接作用于控制阀，以此得到较好的控制效果。
设计中，首先进行单回路闭环系统的建模，系统框图如下：
可发现，在无干扰情况下，整定主控制器的PID参数，整定好参数后，分别改变P、I、D参数，观察各参数的变化对系统性能的影响；然后加入干扰（白噪声），比较有无干扰两
f种情况下系统稳定性的变化。然后，加入前馈控制，在有干扰的情况下，比较单回路控制、前馈反馈控制系统性能
的变化，前馈反馈控制系统框图如下：
系统实施方案图如下：
5设计内容1）单回路PID控制的设计MATLAB仿真框图如下（无干扰）：
01
先对控制对象进行PID参数整定，这里采用衰减曲线法，衰减比为10：1。
fA将积分时间Ti调为最大值，即MATLAB中I参数为0，微分时间常数TD调为零，比例带δ为较大值，即MATLAB中K为较小值。
B待系统稳定后，做阶跃响应，系统衰减比为10：1时，阶跃响应如下图：
参数：K198，Ti无穷大，TD0经观测，此时衰减比近似10：1，周期Ts14s，K98C．根据衰减曲线法整定计算公式，得到PID参数：K198541225，取12；Ti12Ts168s（注：MATLAB中I1Ti006）；TD04Ts56s使用以上PID整定参数得到阶跃响应曲线如下：
参数：K112，Ti168，TD56观察以上曲线可以初步看出，经参数整定后，系统的性能有了很大的改善。
现用控制变量法，分别改变P、I、D参数，观察系统性能的变化，研究各调节器的作用。
A．保持I、D参数为定值，改变P参数，阶跃响应曲线如下：
f参数：K116，Ti168，TD56
参数：K120，Ti168，TD56比较不同P参数值下系统阶跃响应曲线可知，随着K的增大，最大动态偏差增大，余差减小，衰减率减小，振荡频率增大。
B．保持P、D参数为定值，改变I参数，阶跃响应曲线如下：
参数：K112，Ti10，TD56
f参数：K112，Ti1，TD56比较不同I参数值下系统阶跃响应曲线可知，有I调节则无余差，而且随着Ti的减小，最大动态偏差增大，衰减率减小，振荡频率增大。
C．保持P、I参数为定值，改变D参数，阶跃响应曲线如下：
参数：K112，Ti168，TD86
参数：K112，Ti168，TD116
f比较不同D参数值下系统阶跃响应曲线可知，而且随着D参数的增大，最大r