摘要：液位控制在工業生産中是重要的控制應用，液位控制的對象一般都具有純延時以及大慣性的特點，系統呈現非線性，而且在實際的工業生産中有很多外界擾動的影響，其控制精度與工藝的高低會影響産品的品質與成本，甚至會影響到工業生産的順利進行。是以，本文對液位控制系統進行了分析，包括控制系統的控制政策。采用了單回路PID控制的方案對單容水箱液位控制系統進行控制。通過對單容水箱系統内在機理的分析，确定了單容水箱數學模型的結構形式；利用實驗測出系統在開環運作情況下的階躍響應曲線，并通過對曲線進行分析計算，确定數學模型中各個參數的值，進而建立了控制對象的數學模型；根據單容水箱液位控制系統的特點設計合适的控制政策以及PID控制器，詳細介紹了控制規則以及PID控制器參數的整定方法。通過整定PID參數，建立了合适的PID控制器，滿足了系統對控制精度、調節時間和超調量等控制品質的要求。最後建立系統的仿真模型，在MATLAB軟體的Simulink環境下得到仿真曲線，并且根據仿真曲線分析了控制系統的性能。
關鍵詞：水箱模組化；液位控制；PID校正；MATLAB仿真
目錄
摘要
ABSTRACT
第一章 單容水箱液位控制系統概述-1
1.1 水箱液位控制系統構成及工作原理-1
1.2 被控對象模組化-2
1.2.1 解析法确定過程模型的結構形式-2
1.2.2 實驗來确定模型中各參數-3
1.3 MATLAB軟體介紹 -5
第二章 水箱液位控制系統的組成-6
2.1 控制政策的選擇-6
2.1.1 串級控制系統-6
2.1.2 單回路控制系統-6
2.2 被控變量的選擇-7
第三章 控制系統方案設計與仿真-8
3.1 PID控制-8
3.1.1 原系統特性分析-9
3.1.2 PID控制規律的選擇-10
3.1.3 PID調節器參數的整定方法-11
3.2 控制器參數整定-12
3.2.1 純比例(P)作用時控制器參數整定-12
3.2.2 PI作用時控制器參數整定-14
3.2.3 PD作用時控制器參數整定-16
3.2.4 PID作用時控制器參數整定-17
3.3 系統仿真-21
結束語-24
緻 謝-25
參考文獻-26