单容水箱液位控制系统设计

精选优质文档倾情为你奉上精选优质文档倾情为你奉上专心专注专业专心专注专业精选优质文档倾情为你奉上专心专注专业单容水箱液位控制系统设计分类号密级UDC过程控制系统设计作业单容水箱液位控制系统设计学生姓名xxxxxx 学号xxxxxxxxxxxx任课教师xxxx 院、系、中心工程学院自动化及测控系 专业年级xxxx级自动化 提交日期10月日 中国海洋大学文档历史序号说明编制人版本号编制日期1文档创立xxWord.10.222水箱建模xxWord.11.103P、I设计及仿真xxWord.11.154PI、PID设计及仿真xxWord.11.235单闭环修改xxWord.12.16串级设计及仿真xxWord.12.117串级设计及仿真xxWord.12.258串级修改xxWord.12.279前馈设计及仿真xxWord.12.2810实验报告xxWord.12.2911实验报告xxWord.12.3012总结、摘要及参考文献xxWord.12.30单容水箱液位控制系统设计摘要本论文以单容水箱为被控对象，给出了单闭环控制系统、串级控制系统和前馈反馈控制系统的设计方案，实现对水箱液位的控制。本论文还针对每种控制系统，在Matlab的Simulink中建立仿真模型进行仿真，得到仿真曲线，而且利用仿真曲线分析控制系统的性能，例如最大动态偏差、调节时间、衰减率和积分性能指标IAE等。单闭环控制系统的设计包括P、I、PI和PID的设计。本文分别经过衰减频率特性法（理论整定法）和衰减曲线法（工程整定法）对控制器参数进行了整定。本论文还经过比较各控制系统的仿真曲线和系统性能指标，对各种控制系统设计方案进行了比较，发现串级控制和前馈反馈控制可提高系统性能。关键词：PID；串级；前馈反馈；参数整定；SimulinkDesignonWaterLevelControlinaTankAbstractThisthesisprovidesdesignmethodsof

singleclosed-loopcontrolsystem,

cascadecontrolsystem

andfeedforward

controlsystemaboutthecontrolledobjectasingle

watertank

,

anditachievesthegoalofcontrollinglevel.

Foreverykindofcontrolsystem,

simulationmodelisestablishedbyusingsimulationtoolMatlab,simulationcurvescananalysistheperformanceof

controlsystem,

suchasthemaximumpercentovershoot,

settlingtime,

attenuationrateandIAE.

Thedesignof

singleclosed-loopcontrol

system

includesdesignsofP,

I,

PI

andPID.

Thecontrollerparameteristunedbyfrequencyresponseofattenuationrateandtheattenuationcurve.Allthe

controldesignmethodsincludedarecomparedbysimulationcurvesand

performanceindexesandwefinallyfindthatcascadecontrolandfeedforwardcontrol

areabletoimprove

system’sperformance.Keywords:PID；Cascade；Feedforward-feedback；Parametertu