基于PID的三容水箱控制.doc

自动控制课程设计报告 学 院 : 核技术与自动化工程学院 专 业 : 电气工程及其自动化 班 级 : 小 组 : 第 二 组 姓 名 : 指导老师 : 完成时间 : 2011.12.18 基于PID的三容水箱控制 摘　要 在本设计主要是利用P控制。控制方案采取上位监控由组态软件设计构成。可以实现对系统工作的时监控与显示。组态软件 The three-tank water tank based on PID control Abstract: Abstract Three-tank water is a typically non-linear and delayed plant which has the very strong background of industry, for the whole or part of many controlled objects can be extracted as mathematic model of three-tank water. Research on modeling and control of three-tank water has far theoretical significance and practical value. This design is the main PID control three let water tank. Take the critical ratio control scheme of the set of PID controller parameters, upper monitor from three dimensional force control configuration software design to form. Which can make the system work is real-time monitoring and speed curve shows. Keywords: 3 let water tank configuration software fuzzy PID control 目 录 第1章 前 言 5 1.1课题研究目的 5 1.2课题研究背景和意义 5 1.3 PID的特点 5 第2章 三容水箱系统的硬件结构 6 2.1 三容水箱的原理结构 6 2.2 三容水箱的操作步骤 7 第3章 控制的理论基础 8 3.1 PID控制原理 8 3.2 数学建模 9 3.2 MTLAB仿真与PID控制方法 12 第4章 系统软件设计 18 4.1 plc编程 18 4.2力控设置 19 4.3组态软件设计特点 23 第5章 实验结果 24 5.1组态的动态液位变化 24 结论 26 致谢 27 参考文献 28 附录ⅠPLC系统编程 29 第1章 前 言 1.1课题研究目的 此次课程设计以“基于PID的三容水箱控制”为题，由力控显示PID控制三容水箱，从而实现对三容水箱的控制，并把结果反馈到PLC上，在力控上显示出曲线。 1.2课题研究背景和意义 三容水箱是较为典型的非线性、时延对象，工业上许多被控对象的整体或局部都可以抽象成三容水箱的数学模型，具有很强的代表性，有较强的工业背景，对三容水箱数学模型的建立是非常有意义的。同时，三容水箱的数学建模以及控制策略的研究对工业生产中液位控制系统的研究有指导意义，例如工业锅炉、结晶器液位控制而且，三容水箱的控制可以作为研究更为复杂的非线性系统的基础，又具有较强的理论性，属于应用基础研究。同时，它具有较强的综合性，涉及控制原理、智能控制、流体力学等多个学科。通过水箱液位的控制系统实验，用户除可以掌握控制理论、仪器仪表知识和现代控制技术之外，还可以熟悉生产过程的工艺流程，从控制的角度理解它的静态和动态工作特性。 1.3 PID的特点 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它 以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的 其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或 不能通过有效的测量手段来获得系