自动控制课程设计
课程名称双容水箱液位串级控制
学院机电与汽车工程学院
专业电气工程与自动化
学号
名
指导老师李斌、张霞
20141230
f0摘要1
1引言1
2对象分析和液位控制系统的建立1
21水箱模型分析1
22阶跃响应曲线法建立模型2
23控制系统选择2
231控制系统性能指标【2】2
232方案设计3
24串级控制系统设计3
241被控参数的选择3
242控制参数的选择4
243主副回路设计4
244控制器的选择4
3PID控制算法5
31PID算法5
32PID控制器各校正环节的作用5
4系统仿真6
411系统结构图及阶跃响应曲线6
421PID初步调整9
422PID不同参数响应曲线11
431系统阶跃响应输出曲线16
5加有干扰信号的系统参数调整19
6心得体会21
7参考文献21
f液位控制是工业生产乃至日常生活中常见的控制比如锅炉液位水箱液位等。针对水箱液位控制系统建立水箱模型并设计PID控制规律利用Matlab仿真整定PID参数得出仿真曲线得到整定参数控制效果很好实现了水箱液位的控制。
关键词串级液位控制PID算法MatlabSimuli
k
1引言
面液位控制可用于生产生活的各方面。如锅炉液位的控制如果液位过低可能造成干烧容易发生事故炼油过程中精馏塔液位的控制关系到产品的质量是保障生产效果和安全的重要问题。因而液位的控制具有重要的现实意义和广泛的应用前景。本文针对双容水箱以下水箱液位为主控制对象上水箱为副控制对象。选择进水阀门为执行机构基于Matlab建模仿真采用PID控制算法整定PID参数得出合理控制参数。
2对象分析和液位控制系统的建立
21水箱模型分析
现以下水箱液位为主调节参数上水箱液位为副调节参数构成传统液位串级控制系统其结构原理图如图1所示。
图1双容水箱液位控制示意图
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系统主要由调节器LC1、副调节器LC2、调节阀、上水箱、下水箱、压传感器LT1和LT2等组成。利用水泵将储水槽中的水输出通过电动调节阀调节上水位进水流量使下水箱液位保持恒定。
22阶跃响应曲线法建立模型
阶跃响应是指输入变量的变化引起的系统时间响应可测定系统的阶跃响应从而拟合系统传递函数。系统通过泵供水首先手动调节阀开度改变水箱液位给定量相当于施加了输入量的阶跃变化从而得到响应曲线。
即上水箱的传递函数为【1】
sessG51
108519021下水箱的传递函数为sessG1011004610
22
图2水箱模型测定原理图
23控制系统选择
231控制系统性能指标【2】
1静态偏差系统过渡过程终了时的给定值与被测参数稳态值之差
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