双容水箱和三容水箱答辩PPT

串联双容和三容水箱的PID液位控制答辩学生：张涛指导教师：孙荣春时间：6月24日串联双容和三容水箱的PID液位控制研究的主要内容及意义多容实验水箱硬件结构原理建立数学模型实验水箱模型仿真和参数整定研究的主要内容针对实验室多容水箱是较为典型的非线性这一特点，通过机理建模的方法建立了多容水箱的一般数学模型并且得到的实验室THJ-3型控制系统各个水箱的传递函数，再通过控制算法分别对串联双容和三容水箱进行PID参数整定并进行控制。研究的意义“水箱系统”是液位控制问题的典型的代表，对液位控制问题进行认真和透彻的研究，包括对水箱系统的模型的建立，仿真分析，仿真控制，及系统的典型的非线性的分析，对所有这些的认真分析和掌握，对从事自动控制系统的工程技术人员来说，具有很重要的意义。多容实验水箱工作原理对于被控参数水箱液位，平衡后当入口流量变大时，流入量大于流出量,导致液位上升。同时由于出水压力的增大使流出量逐渐增大，其趋势是重新建立起流入量与流出量之间的平衡关系，即液位上升到一定高度时，使流出量增大到与流入量相等，重新建立起平衡关系,使液位最后稳定在某一高度上，反之，液位会下降，并最终稳定在另一高度上。建立水箱的数学模型单容水箱双容水箱三容水箱机理建模后各容水箱的传递函数单容水箱：其中，上水箱：中水箱：下水箱：双容水箱：三容水箱：()()1HsKUsTs02uHKKk02HTFk121212()()()1urKRHsUsTTsTTs=+++)1)(1)(1()()(3210sTsTsTKsUsH16063.1)(1ssG116.9945.2)(2ssG163.44745.5)(3ssG串联双容水箱的参数整定双容串级控制系统SIMULINK仿真图参数的处理主回路：副回路：40pK45pK参数的处理比例放大系数积分时间微分时间积分系数微分系数47.267.1/45PK4.9KT7.42/4.9IT22.113.04.9DT212.07.4/1IK222.1DKSIMULINK仿真控制未修正的控制响应曲线修正后的控制响应曲线SIMULINK仿真控制扰动仿真框图扰动仿真曲线三容水箱的参数整定三容串级系统三容仿真框图数据处理副回路：主回路：40pK42pK32pK数据处理比例放大系数积分时间微分时间积分系数微分系数82.187.1/32PK13KT69.113.013DT5.62/13IT154.05.6/1IK69.1DKSIMULINK仿真控制未修正控制曲线修正后控制曲线simulik仿真曲线扰动仿真框图扰动仿真曲线总结双容水箱的控制明显比三容更容易，三容的非线性更大，调节时间更长。串级系统在改善系统的动态特性、抗扰动能力等方面是较为有效的。但是仿真曲线只是在计算机上通过对实际系统仿真得到的较理想的模拟曲线.实际系统设计现场必须综合考虑各方面的因素,不可能得到与计算机仿真一致的理想曲线和控制性能。完毕！感谢，各位老师！特别感谢孙荣春老师给予我毕业设计的帮助和指导！