等操作员稍有疏忽或者简易的监测器件损坏将带来无法弥补的损失更严重的会危机到生产人员的人身安全等。所以对水箱控制如果能够使用精密而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统可以最大限度的避免事故的几率同时也能节省资源并能有效提高生产的效率。从水资源节约方面考虑以往的人工控制在很多情况下造成资源不必要的浪费大部分原因是水箱内部水位没有及时的反馈信息到操作员从而使控制上有一定的延迟从而造成了水量过多或者没能及时补水而导致资源的浪费或生产出现异常。而对水箱水位的监控以及自动化的引入可以很好的改善补水过多或及时补水的情况可以很好的节约资源有效的降低成本。深入地研究液位控制系统能给工业过程控制的理论研究和实践应用提供非常重要的指导资料因此对水箱液位控制算法进行研究对实际的工程应用具有很重要的意义。
12设计目的
该实践旨在使学生在深入消化控制理论课堂教学内容的基础上综合运用所学课程的基本原理与方法解决实际设计与应用问题提高学生分析问题与解决问题的能力并在设计过程中学会查阅资料、系统设计、调试与分析、撰写报告等达到综合能力培养的目的。
1根据自动控制系统的设计要求学会方案比较和论证初步掌握工程设计的基本方法
2了解水箱的工作原理及单容水箱控制系统的结构、组成与数学建模方法
3进一步了解和掌握PID控制的方法和应用合理的整定PID的控制参数取
1
f得良好的控制效果
4在学习、运用现在所学知识的同时回顾以前所学知识运用到设计中来加强知识的系统性学习及知识的衔接、融合。
5提高总结归纳、撰写设计报告的能力应当规范、有条理、充分、清楚地论述设计内容和调试成果。
13设计要求
1了解水箱的工作原理画出单容水箱液位控制系统的方块图。
2用接好线路的单回路系统进行投运练习对系统建模。
3设计控制器整定P、PI和PID三种调节器的参数写出三种调节器的稳态误差和超调量、调节时间。
4控制器的实现实现水箱液位的闭环控制。
f第二章系统总体设计
21系统设计原理
211水箱液位变化的原理
本设计探讨的是单容水箱的液位控制问题。为了能更好的选取控制方法和参数有必要知道被控对象上水箱的结构和特性。由图1所示可以知道单容水箱的流量特性
水箱的出水量与水压有关而水压又与水位高度近乎成正比。这样当水箱水位升高时其出水量也在不断增大。所以若阀开度适当在不溢出的情况下当水箱的进水量恒定不变时水位的上升速度将逐渐变慢最终达到平衡。由此可r