双容水箱水位控制系统设计开题报告

（完整word版）双容水箱水位控制系统设计开题报告毕业设计（论文）开题报告题目名称 双容水箱水位控制系统设计学生姓名崔晓杰专业自动化班级1224081一、选题的目的意义液位是工业生产过程控制中很重要的被控变量。在实际生产中，液位控制的准确程度和控制效果直接影响工厂的生产成本、经济效益甚至设备的安全系数.所以，为了保证安全、方便操作，就必须研究开发先进的液位控制方法和策略。工业生产过程中的液位系统通常是时变的，具有明显的滞后特性。在热工生产与传输质量或能量的过程中，存在着各种形式的容积和阻力，加上对象多具有分布参数，好像被不同的阻力和容积相互分隔着一样。生产实际中的被控对象往往是由多个容积和阻力构成的多容对象。两个串连的单容对象构成的双容对象就比较典型。例如在饮料、食品加工、溶液过滤、化工生产等多种行业的生产加工过程中都有与之相似的数学模型，理论上均可用双容水箱的模型对上述过程液位进行适当的控制.通过液位的检测与控制，可以了解容器中的原料、半成品或成品的数量，以便调节容器内的输入输出物料的平衡，保证生产过程中各环节的物料搭配得当.通过控制计算机可以不断监控生产的运行过程，即时显示容器的液位，保证产品的质量和数量。二、国内外研究综述目前，已经开发出来的控制策略（算法）很多，但其中许多算法仍然只是停留在计算机仿真或实验装置的验证上。研究方法如下：1、 预测控制：它直接从工业过程控制中产生的一类基于模型的新型控制算法，它高度结合了工业实际的要求，综合控制质量比较高。2、 自适应控制：它的很多过程是时变的，如采用参数与结构固定不变的控制器，则控制系统的性能会不断恶化，这时就需要采用自适应控制系统来适应时变的过程。它是辨识与控制的结合。目前，比较成熟的自适应控制分3类：自整定调节器及其他简单自适应控制器；模型参考自适应控制；自校正调节与控制。3、 智能控制：这种方法注重控制的鲁棒性、实时性、容错性以及对控制参数的自适应和自学习能力。于此同时它也可以克服工业过程中的非线性和不确定性。常用的智能控制方法有以下几种：模糊控制、分级递阶智能控制、专家控制、人工神经元网络控制、拟人智能控制。大量的事实证明，传统的PID控制算法对于绝大部分工业过程的被控对象可取得较好的控制效果。采用改进的PID算法或者将PID算法与其他算法进行有机结合往往可以进一步提高控制质量.三、毕业设计（论文）所用的方法首先，建立双容水箱液位的数学模型，并通过实验的方法及应用MATLAB工具模拟出系统的响应曲线，并对曲线进行处理将该模型的各个未知参数求出，从而求出实际双容水箱的模型其次，由于双容水箱具有较大的延迟和滞后，因此采用串级控制的方法。在离调节阀较近，纯滞后时间较小的位置选择一个辅助变量作为副被控变量，构成一个纯滞后较小的副回路，由它实现对主要干扰的及时控制。再次，针对设计出的串级回路选择相应的硬件，基本的有THJ—2高级过程控制系统实验装置、计算机一台、RS232/485通讯接口、调节器AI-808两个、液位测量仪两个、16CQ-8P型磁力驱动泵一台、QSVP—16K型电动调节阀一个最后，用组态软件模拟出整个系统的运行过程。控制器用PID算法构建，同时用组态软件调试，直到稳定运行。四、主要参考文献与资料获得情况胡寿松。自动控制原理[M].北京：科学出版社，2001.郭一楠.过程控制系统[M]。北京：机械工业出版社,2009.于海生.微型计算机控制技术[M].北京：清华大学出版社，2004.郑阿奇。MATLAB实用教程电子工业出版社，2005.金以慧。过程控制[M].北京：清华大学出版社,2003。刘金琨.先进PID控制及MALAB仿真电子工业出版社，2004.陈桂明。应