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应用设计 堤坝渗漏模型流量控制系统设计 湖南科技大学机电工程学院 王送来王少力 摘要：针对堤坝渗漏模型中的流量控制，构建了基 流量控制系统以比例流量阀为被控对象，其系统结 于比例流量控制阀、流量传感器和微机的流量闭环控制 构框图如图l所示。其中DAQ板卡主要用来完成动态数据 系统。系统采用积分分离PID控制算法，由Matlab仿真程 实时采集以及微机与驱动电路之间的数据转换与传输任 序整定相关参数，通过LabVIEw软件实现可视化。所设计务。其模拟输出通道可实现D／A转换，即PID控制模块运 的控制系统具有流量自动控制，数据记录，数据察看等多 算输出的数字量控制信号经过D／A转换器后将其转化为控 种功能，对堤坝模型中渗漏的大小实行实时模拟控制。 制电压，送入驱动电路，驱动电路采用功率放大器，输出 关键词：实时控制；PID算法；传递函数；参数整 电流△f与输入电压△甜近似成比例关系，其传递函数为： 定；渗漏 等=也 Ⅵ7(1) △甜一o 式中，乜为功率放大器的增益，可根据系统需要加以调 定。功率放大器将输入电压转换成相应的输出电流， Shao—li WangSong一1ai，Wang ofElectromechanical of 由比例流量阀的机械部分控制其开度的大小，从而控制 C01lege Enginerning，HunanUniversity Scienceand 411201，China Technology，Xiangtan 流量。控制后的流量信号由流量传感器拾取并转换成0— Abstract：Aimedatflowcontr01in flOfwmodalof seepage 15V的电压信号，再经DAQ板的模拟输入通道进行A／D转 theflowclosed isestabli shedbasedon d鲫， 100psystem 换，将流量传感器的反馈电压转换为数字量送入计算机。 ratioflowcontrol flowsensorand valve， computer．Adopted PIDcontrol the integralsegregation algorithm，system’s isset Matlabemulation 处理，计算出给定控制阀开度对应的数字量与反馈的控 correspondingparameterby program， and is realized visualizationoperation byusingLabVIEW 制阀开度对应的数字量的偏差。通过对偏差的计算，采 has software．Thedesignedcontrolsystemmanyfunctions， 用积分分离PID控制算法求出新控制量来进一步调节控 suchasflowautomatic control1ing， datarecording，data checkingandso on。 andreal—timeanalogcontrOlofthe 制阀的开度。 seepageflowvalueindammodalisrealized． 控制系统选用的流量控制阀是40Q系列的EFCF-06— K