毕业论文-基于计算机控制技术的水塔水位控制设计.doc

《计算机控制技术》课程设计 题目：水塔水位的控制系统 班 级 专 业 电气工程及其自动化 课程名称 计算机控制技术 指导教师 原始资料： 水塔水位控制系统设计 基本要求：水位控制范围10～5cm 控制精度：0.4cm 显示：十进制数码 水塔模型： 摘 要 本文根据液位系统过程机理，建立了单容水箱的数学模型。介绍了PID控制的基本原理及数字PID算法，并根据算法的比较选择了增量式PID算法。建立了基于单片机编程语言的PID液位控制模拟界面和算法程序，进行了系统仿真，并通过整定PID参数，利用MATLAB应用软件对系统进行仿真得到图线。 系统由进出水阀门，单片机，A/D转换器，D/A转换器，传感器，显示电路和键盘电路等组成。整个过程保持进水阀的开度比例不变，由传感器检测电路连续不断地相应液位值，送入A/D转换器中处理，输出的数字量送给单片机，控制显示电路实时显示实际液位值，由键盘输入设定值，控制器比较其值控制出水阀门的开度比例，以保持液位稳定在要求范围内。 关键词：水箱建模，液位控制，PID算法，增量式PID 目 录 TOC \o 1-3 \f \h \z HYPERLINK \l _Toc280945411 第1章 绪论 PAGEREF _Toc280945411 \h 1 HYPERLINK \l _Toc280945412 第2章 课程设计的方案 PAGEREF _Toc280945412 \h 2 HYPERLINK \l _Toc280945413 2.1 概述 PAGEREF _Toc280945413 \h 2 HYPERLINK \l _Toc280945414 2.2 系统组成总体结构 PAGEREF _Toc280945414 \h 2 HYPERLINK \l _Toc280945415 第3章 硬件设计 PAGEREF _Toc280945415 \h 3 HYPERLINK \l _Toc280945416 3.1 单片机最小系统设计 PAGEREF _Toc280945416 \h 3 HYPERLINK \l _Toc280945417 3.2 传感器模块 PAGEREF _Toc280945417 \h 3 HYPERLINK \l _Toc280945418 3.3 A/D转换和D/A转换模块 PAGEREF _Toc280945418 \h 3 HYPERLINK \l _Toc280945419 3.4 键盘模块 PAGEREF _Toc280945419 \h 3 HYPERLINK \l _Toc280945420 3.5 显示模块 PAGEREF _Toc280945420 \h 4 HYPERLINK \l _Toc280945421 第4章 软件设计 PAGEREF _Toc280945421 \h 5 HYPERLINK \l _Toc280945422 4.1 PID算法 PAGEREF _Toc280945422 \h 5 HYPERLINK \l _Toc280945423 4.2 位置式PID控制系统 PAGEREF _Toc280945423 \h 6 HYPERLINK \l _Toc280945424 4.3 增量型PID控制算法 PAGEREF _Toc280945424 \h 8 HYPERLINK \l _Toc280945425 4.4 PID计算 PAGEREF _Toc280945425 \h 10 HYPERLINK \l _Toc280945426 4.5 主程序控制流程 PAGEREF _Toc280945426 \h 11 HYPERLINK \l _Toc280945427 4.6 显示部分 PAGEREF _Toc280945427 \h 12 HYPERLINK \l _Toc280945428 第5章 系统测试与分析/实验数据及分析 PAGEREF _Toc280945428 \h 13 HYPERLINK \l _Toc280945429 5.1 MATLAB程序 PAGEREF _Toc280945429 \h 13 HYPERLINK \l _Toc280945430 5.2 MATLAB成象曲线 PAGEREF _Toc280945430 \h 13 HYPERLINK \l _Toc280945431 第6章 课程设计总结 PAGEREF _Toc280945431 \h 14 HYPERLINK \l _Toc280945432 参考文