1、水箱液位控制及 MATLAB 仿真實現報告目錄水箱液位控制及MATLABMATLAB仿真實現報告 .1 1目錄 .2 2摘要 .3 3水箱液位控制系統原理 .4 4水箱液位控制系統的數學模型 .4 4（一）確定過程的輸入變量和輸出變量 .4 4（二）水箱液位控制系統的算法： .5 5（三）水箱液位控制系統的MATLAB/simuliMATLAB/simuli nknk的仿真： .6 6（四）結果分析： .7 7總結 .9 9摘要在人們生活和工業生產等諸多領域中經常涉及到液位和流量的 控制系統問題， 因此液面高度是工業控制過程中的一個重要參數， 特 別是在動態的過程下，采用合適的方法對液位進行檢

2、測、控制，能收 到很好的效果。 PIDPID 控制是目前采用最多的控制方法。本文介紹了雙容水箱中控制液位的控制技術以及使用 matlabmatlab 仿 真軟件去進行液位仿真，通過PIDPID控制實現液位的自動控制，用matlabmatlab 軟件建立數學模型，再寫出液位控制的PIDPID算法進行數據模擬，最后實現水箱液位通過計算機技術自動控制。通過 matlabmatlab 軟件仿真實現 了液位的實時測量和監控。系統通過 matlabmatlab 仿真對實驗所得的參數和仿真數據與曲線進行 分析，總結參數變化對系統性能的作用。關鍵字：PIDPID控制 液位控制 matlabmatlab 仿真

3、算法磅控對孟轉出堡-*水箱液位控制系統原理控制系統由四個基本環節組成，即被控對象、側量傳送裝置、控制裝置和執行裝置：水箱液位控制系統的數學模型（一） 確定過程的輸入變量和輸出變量流入水箱的流量QiQi是輸入變量，流出水箱的流量 L2L2取決于液位L L和水箱出水閥門的開度，Q2Q2為輸出變量，被控對象是水箱，故系統控制模型圖如下：a放大誌水爲K-10-TT10S10S + 3.1S363.1S36（二）水箱液位控制系統的算法:QiQi：水箱流入量Q2Q2：水箱流出量A A:水箱截面積u u:進水閥開度f f :出水閥開度h h:水箱液位高度h0h0：水箱初始液位高度K1K1:閥體流量比例系數假

4、設f f不變，系統初始態為穩態，Ho=2mHo=2m， Ki=10Ki=10， A=10mA=10m2 2 則由物料平衡得：Qi Q2 A*dhdtQi ki * uQ2 ki*hQi(s) Q2(s) S* A* H(s)iOS H (s)Q1(S)ki * u(S)k iQ2；S)-* H(S)(2 * JhO)傳遞函數為：G(S)Q2S)3.i536 * H(S)io iOS_3. i536水箱液位控制系統的 MATLAB/simuli nk的仿真:代入方程得:dh 1 (燈* u ki* . h) dt A在穩定條件下：丄*(Q2 Qi) 0A由- -得：Qi Q2 A*d)dtQ2

5、ki/(2* 一 ho)* h Qi Ki* u 對、進行拉氏變換得:（四）結果分析:（一）P P比例）控制：水箱系統液位控制系統在無調節器的情況下，過渡過程是一個非 周期過程，是穩定的系統；調節時間較短，響應比較迅速，但是，該 系統為一個有靜差的系統。由下圖可知，增大p p調節可以相應的減小 疋O（二） PIPI（比例積分）控制:靜差。隨著p p的增大，系統越來越不穩定。當p=100p=100時，系統達到穩當積分作用較強時，可以出現衰減震蕩過程，比積分控制可以有效的 對抗干擾性。由下圖可知，調節i i可以使系統出現超調量，從而使系 統變得不穩定。增大i i系統越不穩定。當p=100p=100, i=1i=1時，系統達到穩 定狀態。（三）PIDPID比例積分微分）控制：當微分作用較強時。系統會隨著d d的增大遙越來越不穩定，但當d d達 到某一特定值后，系統會重新恢復穩定。如下圖，當 p=100p=100，i=1i=1時, 隨著d d的增大，系統越來越不穩定，當d=0d=0時系統為穩定狀態。總結通過這次設計讓我明白許多東西看上去很簡單， 但實際操作起來 還是很困難的。在實驗設計過程中我還是存在很多不足之處， 可能是 自己學的知識不夠扎實，導致自己在實驗中遇到了一些問題。 這次設 計過程