双容水箱液位串级控制总结归纳.ppt

双容水箱液位串级控制系统设计 163803班 tutu 指导老师 设计的指导思想 通过毕业设计使自己对所学自动化专业知识和理论加深理解，掌握自动控制原理以及过程控制系统和仿真的基本方法。 设计的要求 1、建立系统数学模型 2、设计双容水箱液位单回路控制系统，采用PID控制并进行仿真以及参数整定。 3、设计双容水箱液位串级控制系统。先对未加校正的串级控制进行仿真，然后对串级控制加入控制规律，进行仿真以及参数整定，最后将串级控制系统和单回路控制系统进行比较。 一、 建立系统数学模型 系统建模基本方法有机理法建模和测试法建模两种 本设计采用了机理法建模 双容水箱数学模型的建立 可以看出该传递函数为两个一阶系统的串联 经过建立平衡方程及推导，最终得出传递函数为： 确定被控对象和控制变量 被控对象：下水箱液位 控制变量：水流量 控制器：PID 执行器：调节阀 控制对象特征： 上水箱传递函数 下水箱传递函数 二、单回路控制系统设计 用衰减曲线法对系统进行PID参数整定 衰减比为10：1 此时 K1=9.8 Ti=无穷大 TD=0周期 Ts=14 s 根据衰减曲线法经验公式得出参数：K1=12，Ti=16.8，TD=5.6 三、串级控制系统设计 未加校正的串级控制系统框图 对上面框图进行仿真得出下图 可以看出此图各项指标并不符合设计要求 加入调节模块的串级控制系统 对主回路进行PID调节，对副回路只进行P调节然后进行主副回路参数整定 经过多组数据验证得出较理想的仿真图如下 调节时间 Ts=7s超调量 σ=3%稳态误差 Ess=0可见各项指标都达到要求 四、单回路控制系统和串级控制系统的比较 单回路控制系统结构简单，容易实现，但控制品质一般 串级控制系统提高了控制品质，改善了过程的动态特性 对于此设计 它减少了调节时间 降低了超调量 降低了稳态误差 使系统各项指标打到要求 收获和感想 从本次设计的内容来讲，或许学习的仅仅是过程控制和MATLAB的操作，但设计过程中，从设计思想，到研究方法，再到结论总结，都培养了自己的学习研究的能力，解决问题的能力，这对我以后的学习和工作才是更重要的。 谢谢观看！