双容水箱液位串级控制系统设计答辩稿

• 上水箱传递函数
H 2 ( s) H 2 ( s) 1 G p 2 ( s) Q2 ( s) H1 ( s) 20s 1
• 下水箱传递函数
H1 ( s) 2 G p1 ( s) U1 ( s) 5s 1
• 单回路控制系统框图
Pid控制器
串级控制系统框图
串级 0s
1s
0.5s
0s
0.8% 0
• 感谢各位老师的观看
• 学生：卢嘉鑫 • 指导教师：赵静
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控制变量：进水流量QI； 主被控参数：下水箱液位 副被控参数：上水箱液位； 主控制器：PID； 副控制器：P 执行器：控制阀； 上水箱尺寸为：A1=0.0025m2,h=10cm，R1=2 m3/s;下水箱尺寸为：A2=0.02m2,h=10cm， R2=1m3/s，上水箱的流入量为QI=0.0083m3/s， 流出量为Q1=0.02m3/s，下水箱流出量 Q2=0.01m3/。
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tr
tp
ts
0s
σ
1
ess
0
2.5s 2s
含噪声单回路PID控制的系统仿真框 图
含有噪声单回路仿真曲线 参数P1=77，I=5，D=55
含噪声串级控制框图
含噪声串级控制最终仿真曲线 参数P1=77，I=5，D=55，P2=15
含噪声的动态性能指标对比
td 单回 0.4s 路 tr 1.5s tp 1s ts 8s σ 20 ess 0.1
双容水箱液位串级控制系统设 计
• 1、建立系统数学模型 • 2、设计双容水箱液位单回路反馈控制系统 和串级控制系统 • 3、先对未加校正的单回路系统进行仿真， 然后加入控制，进行仿真以及参数整定， 然后进行串级系统仿真及参数整定，并与 之前单回路系统进行动态性能指标比较。 • 4、含有噪声的串级控制仿真，并与之前含 有噪声的单回路反馈控制系统进行比较。
控制阀
主控制
副控制
上水箱
下水箱
单回路仿真框图
单回路无校正仿真曲线
单回路控制仿真框图
单回路控制最终仿真曲线 参数：K1=9.8，Ti=0.4，TD=35
串级控制系统仿真框图
串级有校正仿真曲线 参数P1=77，I=5，D=55，P2=15
•
动态性能指标对比
td
单 回路 串 级 0s 2s 1s 0s 0.5 % 0 1s