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双容水箱液位PID控制算法的仿真研究

城市学院

本科毕业设计论文

题目双容水箱液位PID控制算法的仿真研究
系别电气与信息工程系

专业自动化

班级自动化701学号07010157

学生姓名白晨磊

指导教师郭霞

2011年6月

双容水箱液位PID控制算法的仿真研究

双容水箱液位PID控制算法的仿真研究

摘要

随着时代的发展，双容水箱控制系统在国内各行各业的应用已经十分广泛,双容水箱的控制

可以作为研究更为复杂的非线性系统的基础，又具有较强的理论性，属于应用基础研究.同时，

它具有较强的综合性，涉及控制原理、智能控制、流体力学等多个学科。双容水箱控制系统是

著名的智能实验设备之一，在国外很多大学和实验室都已得到了广泛的应用，国内也有包括清

华大学、浙江大学、吉林大学等高校.

本文通过实验法建立双容水箱的一般数学模型,通过分析被控对象的特性,学习和了解PID

算法及串级控制的工作原理,然后设计了PID控制器，在Matlab/Simulink环境下建立双容水

箱控制的仿真模型，对PID控制算法进行仿真研究，通过仿真实验，证明该设计方法可行性，

证明该算法是正确的和有效的。

在本次实验我学到很多相关的专业知识内容，并通过实验仿真，准确控制了双容水箱的液

位，达到实验目的.

关键词：双容水箱,实验法建模，PID控制

I

双容水箱液位PID控制算法的仿真研究

II

双容水箱液位PID控制算法的仿真研究
ABSTRACT

Withthedevelopment,dualtankwatercontrolsystemintheapplicationofdomestic

industrieshasbeenveryextensive，two-tankcontrolofmorecomplexasthebasisfor

nonlinearsystems,butalsohasastrongtheoretical,areAppliedbasicresearch。At

thesametime,ithasastrongcomprehensive，involvingcontroltheory，intelligent

control,fluidmechanicsandotherdisciplines.Dualtankcontrolsystemisoneofthe

famousintelligencetestequipment,inmanyforeignuniversitiesandlaboratorieshave

beenwidelyused,alsoincludingChina,TsinghuaUniversity,ZhejiangUniversity，Jilin

Universityandotheruniversities。

Inthispaper,two-tankexperimenttoestablishageneralmathematicalmodel,by

analyzingthecharacteristicsofcontrolledobject，learningandunderstandingofthe

PIDalgorithmandcascadecontrolworks，PIDcontrolleristhendesignedinMatlab

/Simulinkenvironmenttoestablishcontroloftwo-tanksimulationmodel，Simulation

ofthePIDcontrolalgorithmisstudiedthroughsimulationexperimentsshowthe

feasibilityofthedesignmethod,thealgorithmisprovedcorrectandeffective。

Inthisexperiment，Ilearnedalotofcontentrelatedprofessionalknowledge,and

throughexperimentalsimulation,accuratecontrolofthedual-tankliquidlevel,to

achievepurposeoftheexperiment。

KEYWORDS：Twotanks，Experimentmodeling，PIDcontrol

III

双容水箱液位PID控制算法的仿真研究

IV