课程设计(论文)--基于matlab的双容水箱液位pid控制.docx

基于MATLAB的双容水箱液位PID控制姓名：＿＿＿＿＿＿＿班级：自动化1309班＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿＿＿日期：2016.11.10—2016.11.30PAGE\*MERGEFORMATII基于MATLAB的双容水箱液位PID控制摘要控制系统的计算机仿真是一门涉及理论、计算数学与计算机技术的综合性学科。控制系统的计算机仿真以控制系统的模型为基础，采用数学模型代替实际的控制系统的控制系统，以计算机为工具，对控制系统进行实验和研究的一种方法。本文是对双容水箱的PID液位控制系统的仿真，主要内容包括：对水箱的特性确定，建立液位控制系统的水箱数学模型，设计出了串级控制系统，针对所选液位控制系统选择合适的PID算法。用MATLAB/Simulink建立液位控制系统，调节器分别采用P、PI、PD、PID控制系统，通过仿真比较了各控制器的不同之处，以及各个参数的控制作用和性能的比较，对得到的仿真曲线进行分析，总结了参数变法对系统性能的影响。关键字：MATLAB/SimulinkPID液位控制系统目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc468022657"摘要PAGEREF_Toc468022657\hIHYPERLINK\l"_Toc468022658"一绪论PAGEREF_Toc468022658\h1HYPERLINK\l"_Toc468022659"1.1过程控制概述PAGEREF_Toc468022659\h1HYPERLINK\l"_Toc468022660"1.2过程计算机控制系统概述PAGEREF_Toc468022660\h1HYPERLINK\l"_Toc468022661"1.3PID控制器概述PAGEREF_Toc468022661\h2HYPERLINK\l"_Toc468022662"1.4MATLAB软件介绍PAGEREF_Toc468022662\h2HYPERLINK\l"_Toc468022663"二控制系统建模PAGEREF_Toc468022663\h4HYPERLINK\l"_Toc468022664"三PID调节参数整定及MATLAB仿真PAGEREF_Toc468022664\h6HYPERLINK\l"_Toc468022665"3.1P调节PAGEREF_Toc468022665\h6HYPERLINK\l"_Toc468022666"3.2PI调节PAGEREF_Toc468022666\h9HYPERLINK\l"_Toc468022667"3.3PD调节PAGEREF_Toc468022667\h12HYPERLINK\l"_Toc468022668"3.4PID调节PAGEREF_Toc468022668\h16HYPERLINK\l"_Toc468022669"四结论PAGEREF_Toc468022669\h19HYPERLINK\l"_Toc468022670"参考文献PAGEREF_Toc468022670\h21PAGE\*MERGEFORMAT21一绪论1.1过程控制概述过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表（包括电动仪表和气动仪表，模拟仪表和智能仪表）和电子计算机（看作一台仪表）等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和过程检测仪表两部分组成的。过程检测控制仪表包括检测元件、变送器、调节器（包括计算机）、调节阀等。过程控制系统的设计是根据工业过程的特性和工艺要求，通过选用过程检测控制仪表构成系统，再通过PID参数的整定，实现对生产过程的最佳控制。过程控制有以下特点：它是连续生产过程的自动控制；被控过程是多种多样、非电量的；过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制；过程控制方案十分丰富。1.2过程计算机控制系统概述现代化过程工业向着大型化和连续化的方向发展，生产过程也随之日趋复杂，而对生产质量﹑经济效益的要求，对生产的安全、可靠性要求以及对生态环境保护的要求却越来越高。不仅如此，生产的安全性和可靠性，生产企业的经济效益都成为衡量当今自动控制水平的重要指标。因此继续采用常规的调节仪表（模拟式与数字式）已经不能满足对现代化过程工业的控制要求。由于计算机具有运算速度快﹑精度高﹑存储量大﹑编程灵活以及具有很强的通信能力等特点，目前以微处理器﹑单片微处理器为核心的工业控制几与数字调节器—过程计算机设备，正逐步取代模拟调节器，在过程控制中得到十分广泛的作用。在系统中，由于计算机只能处理数字信号，因而给定值和反馈