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基于Labview的单容水箱液位控制系统【实用文档】doc
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控制理论模块项目驱动实践报告
—基于Labvｉｅw的单容水箱液位控制系统

学院：电气工程与自动化
专业班级：自动化151班
学号：2４20１5２8５7
学生姓名：廖梓柔
指导老师：任金霞
时间：2017.6.2３

摘要

本文是基于Ｌabview的单容水箱液位控制系统的设计过程，涉及到Labvｉew的应用、数据采集、水箱系统的建模、PＩD算法、液位的动态控制等一系列的知识。作为单容水箱液位的控制系统，其模型为一阶惯性函数，控制方式采用了ＰIＤ算法.选用合适的器件设备、控制方案和算法,能够最大限度地达到系统对调节时间、超调量、稳态精度等控制性能的要求.
Labview程序称为虚拟仪器(VI）,拥有的整套工具可用于采集、分析、显示和存储数据，以及解决用户在编写代码过程中可能出现的问题。本设计通过Labｖiew输入控件和显示控件创建用户界面(前面板）。输入控件指旋钮、按钮、转盘等输入装置。显示控件指图形、指示灯等输出显示装置.结合数据采集卡的应用建立水箱惯性系统的模型。在水箱建模的基础上利用matlａｂ仿真获得最优PＩD控制参数。前面板创建完毕后，使用VI和结构控制前面板上水箱的输入电压,通过NI数据采集卡采集液面高度反馈的电压,从而实现对水箱液面高度的PＩD调节,从而达到对一阶水箱的液位控制。
关键词：
Laｂvｉew;水箱建模;数据采集;ＰＩD控制

目录

ＴＯC＼o＂１－３＂\u第一章绪论PＡGEＲＥF＿Tｏc4869６9１27\h１
1。1设计背景及意义ＰAGERＥF＿Ｔoc4８69６9128＼h１
1.２设计目的PAGEREF_Tｏc4８6９691２9＼h１
1.3设计要求PAGＥＲEF_Toc486969130\h2
第二章系统总体设计PAGEＲEF＿Ｔoc4８696９１３1＼h3
2．1系统设计原理PAGEREＦ_Toc４869６９132\h3
2。1.1水箱液位变化的原理PAGＥＲＥF_Tｏc4８６9691３3\h3
2．1。2水箱液位控制的原理ＰＡGEREＦ＿Toc4869６9134\ｈ3
2．2水箱液位系统的控制模型PAＧEＲＥF_Tｏｃ４８6969135\h4
第三章设计准备PAGＥREF_Toc４８696９１3６\h5
３.1硬件准备PＡGＥREF_Ｔoc４869691３7\h５
３。1．1水箱比例系数的调节ＰAＧＥRＥＦ_Tｏc48696913８\h5
3。1．２数据采集卡（DＡQ）ＰＡGEREF_Ｔｏc486969１3９＼h7
３.2软件安装PAGERＥF_Toｃ48696914０\h８
3.2.１Labview的安装PAＧEREＦ_Tｏｃ４８69６９14１\ｈ8
3．２.２DAＱ的安装PAGEＲEF_Toc４86969１42\h9
3。2．３ＰID控制器的安装ＰＡGEＲEF_Ｔoｃ4８６96９143\h10
第四章设计过程PAGERＥＦ_Toc48696９144\ｈ11
４。1水箱系统建模ＰAGＥREF＿Toｃ486969145\h11
4.1．1水箱建模原理PAＧERＥF_Tｏc486969１46＼h11
４．1。２建模数据采集PAGEREF_Tｏｃ48６9６9１4７\h14
4。１.3数据处理ＰAGERＥF_Ｔoｃ486９69148＼ｈ１7
确定水箱参数ＰAGERＥF＿Tｏc４869６91４9＼h19
４。2基于matlａｂ的数据仿真PAGＥREF＿Tｏc４８6９69１50\h20
4．3PIＤ参数的选取PAGＥREF＿Toc４８６9６9151＼ｈ21
4。３。１比例控制（K）PAＧＥREF_Toc４869６9152\h21
4。3．2积分控制（I)ＰAＧEＲＥF_Toc48696915３\h23
４。３。３微分控制（D）PAGEREF_Ｔoc4８69６９1５4＼h２3
4．３。4比例积分控制（ＰI）PＡGEＲＥＦ_Toｃ４869６91５５\h24
4．3。５比例积分微分控制（PＩＤ）PＡGEＲEF_Toｃ486９６９156\h24
４．3。6ＰID参数的确定PAＧERＥF＿Toc4８6969157＼ｈ2５
第五章最终控制及调试ＰAＧERＥF_Ｔｏｃ486969158\h26
５．１最终控制的Labvｉew设计PAＧEREF＿Ｔoｃ486969159＼h26
5．1.1PID控制前面板的绘制PAGERＥＦ_Tｏc486９6９160\h26
5。1。2PID控制程序框图的绘制PAGERE