工科毕业设计开题报告模板

工科毕业设计开题报告模板毕业设计()题目：双容水箱液位控制系统设计

1.选题依据：

1.1课程研究的背景和意义

随着水箱在生活的广泛应用，如居民房顶水箱供水，饮料加工厂的液体存储箱，化工工厂中燃料的调配等都涉及到水箱也为控制问题，如用人工控制，不仅效率低操作繁琐，且易造成空箱，溢水等现象。因此水箱控制越来越重要。

许多公司生产中都会用到水箱系统，它的性能和工作质量的优良不仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全，在过去，大量的对水箱操作是由人工或者机械系统进行操作的，这样的工作方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻监控水箱的环境，夜间的控制等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监控器件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危及到生产人员的人身安全等，还有控制装置故障多，错误动作多，且只能单独控制，与计算机进行通信较难实现，所以，对水箱控制，如过能够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统，可以最大限度的避免事故的几率，同时也能节省资源并能邮箱提高生产的效率那么我们再从其他方面考虑，中国是一个资源平穷国家，我国大部分能源需要从其他国家进口。尤其是水资源，中国人均水资源占有仅为世界平均水平的28%.目前，全国年平均

缺水约400亿立方米，2/3的城市不同程度缺水，地下水超采区面积达19万平方公里，水功能区达标率仅42%.水资源的保护已经刻不容缓了，而每年因为水箱的老旧或设备的非智能化，造成数以万吨的水资源浪费。那么就要提高生产技术，积极改革生产工艺，降低单位产品生产的水量，减少生产用水量和工业废水排放量。对于水箱水位的监控以及自动化的引入可以很好的改善补水过多和及时补水的情况，可以很好的节约资源有效的降低成本。

随之而来的是怎样实现水箱的自动化?答案很简单，一块小小的单片机就可以帮助我们解决问题，单片机，又称单片机微型计算机，是一种集成电路芯片。单片机采用超大规模集成电路技术构成一个小而完善的微型计算机系统，单片机以其强大的功能，简单的设计，制造的廉价，支持指令集多，所以应用到众多嵌入式系统开发中。

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紧紧围绕毕业选题，按照导师的要求完成，主要阐明该项研究的目的和范围，本研究课题范围内国内外己有文献的综述，以及该项研究工作的实用价值或理论意义，内容安排等。

因此 ,基于单片机的双容水箱设计有很大的实际意义。对于我们的生活与实验研究有很大的促进作用。

1.2发展历史、现状及发展趋势

1.2.1国内外水箱控制的发展：

水箱系统是典型的过程控制实验设备之一，在国内外有很多大学和实验室都已得到广泛地运用。如英国牛津大学、剑桥大学、德国杜伊斯堡大学、韩国首尔大学、中国清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等高校都引进了水箱控制系统实验装置。它不仅可以作为液位过程控制的实验装置，还可以应用到非线性控制和故障诊断的研究项目中。

在德国杜伊斯堡大学测量与控制系的研究者使用DTS200模型成功的测量非线性解耦方法和基于模型的故障诊断方法[6].Noura Hassan用三容水箱液位控制系统作为实验模型对执行器容错控制的设计进行研究[7];又如R.Sehab以双容水箱液位控制系统为研究对象提出来一种用于非线性系统的模糊PI监控器的设计报告[8].又如德州学院机电工程系的金秀慧做了基于MCGS的液位监控系统设计，它是一种基于AT89C51单片机的远程液位数据采集监控系统，采用单片机作为控制核心，上位机采用MCGS编写的监控软件，整个系统可以完成液位信号的采集与转换、数据传送和显示、控制等功能[9].

在国内也有许多研究者研究水箱的控制问题，如北方工业大学理学院的安艳伟做了基于单片机的分布式液位控制系统设计，设计了一种基于51单片机为核心多机分布式液位控制系统，由数据采集模块，处理模块和多种通讯平台组成，

既满足了测量精度的要求，同时具有较高的可靠性，成本低，控制灵活。又如南京邮电大学的牛标和张代远所做的可监控智能液位控制器系统设计中列举了液位控制系统可以采取的硬件方案以及他们各自的优缺点，采用FPGA作为控制器可以实现各自复杂的逻辑功能，规模大，密度高，他将所有芯片集成在一块芯片上，减小了体积，提供稳定性，并且可应用EDA软件仿真、调试，易于进行功能扩展[10].

1.2.2水箱控制得发展方向：

液位控制系统一般指工业过程中自动控制系统的被控变量为液位的变化[11].在生产过程中，对液位的相关参数进行控制，使其保持在一定值或一定规律范围内变化，以保证质量和生产安全，师生产自动进行下去。在此基础上发展起来的单片机综合了计算××××××××××××××××××××××××……

2.研究方案：

2.1设计目的

设计双容水箱的水路循环系统，采用SIMULINK对所设计的系统进行仿真分析，确定最佳算法。采用单片机控制器对双容水箱液位进行控制。

2.2本课题主要解决的问题

1.运用单片机作为水箱的控制核心，完成水箱的水位控制、报警和自动切换

2.采用PID串级控制完成双容水箱的控制系统

3.采用汇编语言对系统进行编程

4.采用SIMULINK对设计系统进行仿真

5.写出相应的使用说明、使用效果和改进意见

2.3本课题拟采用研究方法和途径

双容水箱液位控制系统主要由以下几个基本环节组成：控制对象(水箱)。液位测量变送装置、控制器(单片机)、执行器(电动调节阀)、水泵、储水箱。如图1所示。

LT表示液位变送器，水箱流入量和流出量分别为Q1和Q2,控制的主要目标是维持水箱的液位为其设定值H,即干扰出现时，控制器能迅速做出决策，并使被控量尽快到回到设定值。

指导教师意见：

附件：参考文献注释格式

学术期刊作者﹒题目[J]﹒期刊名称，出版年份，卷(期)：页次

如果作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”,作者之间以逗号隔开。例如：

[1] 李峰，胡征，景苏等。纳米粒子的控制生长和自组装研究进展[J]. 无机化学学报， 2001, 17(3)： 315~324 [2] J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods[J]. Journal of Crystal Growth, 2001,233:5~7