计算机控制系统实验报告doc

计算机控制系统实验报告

篇一：计算机控制系统设计报告

计算机控制系统课程设计

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摘要

过程控制是自动技术的重要应用领域，它是指对液位、温度、流量等过程变量进行控制，在冶金、机械、化工、电力等方面得到了广泛应用。尤其是液位控制技术在现实生活、生产中发挥了重要作用，比如，民用水塔的供水，如果水位太低，则会影响居民的生活用水；工矿企业的排水与进水，如果排水或进水控制得当与否，关系到车间的生产状况；锅炉汽包液位的控制，如果锅炉内液位过低，会使锅炉过热，可能发生事故；精流塔液位控制，控制精度与工艺的高低会影响产品的质量与成本等。在这些生产领域里，基本上都是劳动强度大或者操作有一定危险性的工作性质，极容易出现操作失误，引起事故，造成厂家的的损失。可见，在实际生产中，液位控制的准确程度和控制效果直接影响到工厂的生产成本、经济效益甚至设备的安全系数。所以，为了保证安全条件、方便操作，就必须研究开发先进的液位控制方法和策略。

在本设计中以液位控制系统的水箱作为研究对象，水箱的液位为被控制量，选择了出水阀门作为控制系统的执行机构。针对过程控制试验台中液位控制系统装置的特点，建立了基于Visual Basic语言的PID液位控制模拟界面和算法程序。虽然PID控制是控制系统中应用最为广泛的一种控制算法。但是，要想取得良好的控制效果，必须合理的整定PID 的控制参数，使之具有合理的数值。

目录

第1章概述 ................................................ ................................................... . (3)

1.1 MATLAB的基本介绍 ................................................ ................................................... . (3)

1.2 PID控制的基本介绍 ................................................ ................................................... (3)

1.3单容水箱生产工艺 ................................................

................................................... . (5)

1.4设计目的 ................................................ ................................................... .. (5)

第2章总体方案设计 ................................................ ................................................... (6)

2.1 单容水箱液位控制概述 ................................................ . (6)

2.2 单容水箱液面控制系统的组成 ................................................ . (6)

2.2.1被控变量的选择 ................................................ .. 7

2.2.2执行器的选择 ................................................

(7)

2.2.3 液位变送器的选择 ................................................ . (7)

2.3 单容水箱系统控制建模 ................................................ ..................................................

10

2.3.1 液面的控制实现 ................................................ ...................................................

10

2.3.2 被控对象 ................................................ ................................................... (10)

2.3.3 水箱的建模 ................................................ ................................................... .. (10)

第3章PID 控制简介及整定 ................................................

(12)

3.1 液面控制系统中PID的算法 ................................................ .. (12)

3.1.1 PID控制原理 ................................................ ................................................... .. (13)

3.1.2 位置型算法 ................................................ ................................................... .. (15)

3.1.3 控制型算法 ................................................ ................................................... .. (15)

3.2 系统PID控制特点 ................................................ ................................................... (16)

3.3 系统PID参数整定方