双容水箱和三容水箱答辩ppt.ppt

串联双容和三容水箱的串联双容和三容水箱的PIDPID液液位控制位控制答辩学生:答辩学生:张涛张涛指导教师:指导教师:孙荣春孙荣春时间:时间:66月月2244日日串联双容和三容水箱的串联双容和三容水箱的PIDPID液位控制液位控制研究的主要内容及意义研究的主要内容及意义多容多容实验水箱实验水箱硬件结构硬件结构原理原理建立数学模型建立数学模型实验水箱模型仿真实验水箱模型仿真和参数整定和参数整定研究的主要内容研究的主要内容针对实验室针对实验室多多容水箱是较为典型的非线性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这一特点,通过机理建模的方法建立了多多容水箱的一般数学模容水箱的一般数学模型并且型并且得到的得到的实验室实验室THJ-3THJ-3型控制系统各个水箱的传递函数型控制系统各个水箱的传递函数,再,再通过控制算法通过控制算法分别对串联双容和三容水箱分别对串联双容和三容水箱进行进行PIDPID参数整定并进行参数整定并进行控制。控制。研究的意义研究的意义““水箱系统水箱系统””是液位控制问题的典型的代表,对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,具有很重要的意系统的工程技术人员来说,具有很重要的意义。义。多多容实验水箱工作原理容实验水箱工作原理对于被控参数水箱液位,平对于被控参数水箱液位,平衡后当入口流量变大时,流衡后当入口流量变大时,流入量大于流出量入量大于流出量, , 导致液位导致液位上升。同时由于出水压力的上升。同时由于出水压力的增大使流出量逐渐增大,其增大使流出量逐渐增大,其趋势是重新建立起流入量与趋势是重新建立起流入量与流出量之间的平衡关系,即流出量之间的平衡关系,即液位上升到一定高度时,使液位上升到一定高度时,使流出量增大到与流入量相等,流出量增大到与流入量相等,重新建立起平衡关系重新建立起平衡关系,,使液使液位最后稳定在某一高度上,位最后稳定在某一高度上,反之,液位会下降,并最终反之,液位会下降,并最终稳定在另一高度上。稳定在另一高度上。建立水箱的数学模型建立水箱的数学模型单容水箱单容水箱双容水箱双容水箱三容水箱三容水箱机理建模机理建模后各容水箱的传递函数后各容水箱的传递函数单容单容水箱:水箱:其中,其中,上水箱:上水箱:中水箱:中水箱:下水箱:下水箱:双容水箱:三容水箱:( )( ) 1H s KU s Ts??02uHK Kk? ??? ?? ?? ?02HT Fk? ??? ?? ?? ?121 2 1 2( )( ) ( ) 1urK RH sU s TT s T T s=+ + +)1)(1)(1()()(3210????)(1??)(2??)(3??ssG串联双容水箱的参数整定串联双容水箱的参数整定双容串级控制系统SIMULINK仿真图参数的处理参数的处理主回路:主回路:副回路:副回路:40?pK45????????????DK