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毕业设计（论文)开题报告
题目名称 双容水箱水位控制系统设计
学生姓名
崔晓杰
专业
自动化
班级
1224081
一、选题的目的意义
液位是工业生产过程控制中很重要的被控变量。在实际生产中,液位控制的准确程度和控制效果直接影响工厂的生产成本、，为了保证安全、方便操作，就必须研究开发先进的液位控制方法和策略。
工业生产过程中的液位系统通常是时变的，具有明显的滞后特性。在热工生产与传输质量或能量的过程中，存在着各种形式的容积和阻力，加上对象多具有分布参数，好像被不同的阻力和容积相互分隔着一样。生产实际中的被控对象往往是由多个容积和阻力构成的多容对象。两个串连的单容对象构成的双容对象就比较典型。例如在饮料、食品加工、溶液过滤、化工生产等多种行业的生产加工过程中都有与之相似的数学模型，，可以了解容器中的原料、半成品或成品的数量,以便调节容器内的输入输出物料的平衡,，即时显示容器的液位，保证产品的质量和数量。
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二、国内外研究综述
目前，已经开发出来的控制策略(算法）很多，但其中许多算法仍然只是停留在计算机仿真或实验装置的验证上。研究方法如下:
1、预测控制：它直接从工业过程控制中产生的一类基于模型的新型控制算法,它高度结合了工业实际的要求，综合控制质量比较高。
2、自适应控制:它的很多过程是时变的，如采用参数与结构固定不变的控制器，则控制系统的性能会不断恶化，这时就需要采用自适应控制系统来适应时变的过程。它是辨识与控制的结合。目前，比较成熟的自适应控制分3类：自整定调节器及其他简单自适应控制器；模型参考自适应控制；自校正调节与控制。
3、智能控制：这种方法注重控制的鲁棒性、实时性、容错性以及对控制参数的自适应和自学习能力。于此同时它也可以克服工业过程中的非线性和不确定性。常用的智能控制方法有以下几种:模糊控制、分级递阶智能控制、专家控制、人工神经元网络控制、拟人智能控制。
大量的事实证明，传统的PID控制算法对于绝大部分工业过程的被控对象可取得较好的控制效果。采用改进的PID算法或者将PID算法与其他算法进行有机结合往往可以进一步提高控制质量.
三、毕业设计（论文）所用的方法
首先，建立双容水箱液位的数学模型,并通过实验的方法及应用MATLAB工具模拟出系统的响应曲线，并对曲线进行处理将该模型的各个未知参数求出，从而求出实际双容水箱的模型
其次，由于双容水箱具有较大的延迟和滞后，因此采用串级控制的方法。在离调节阀较近，纯滞后时间较小的位置选择一个辅助变量作为副被控变量,构成一个纯滞后较小的副回路，由它实现对主要干扰的及时控制。
再次，针对设计出的串级回路选择相应的硬件，基本的有THJ—2高级过程控制系统实验装置、计算机一台、RS232/485通讯接口、调节器AI-808两个、液位测量仪两个、16CQ-8P型磁力驱动泵一台、QSVP—16K型电动调节阀一个
最后，用组态软件模拟出整个系统的运行过程。控制器用PID算法构建,同时用组态软件调试，直到稳定运行。
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四、主要参考文献与资料获得情况
［1] 胡寿松。自动控制原理[M］.北京：科学出版社，2001.
[2］ [M］。北京：机械工业出版社,2009.
[3］ [M].北京：清华大学出版社，2004.
[4] 郑阿奇。MATLAB实用教程电子工业出版社，2005.
[5] 金以慧。过程控制［M].北京:清华大学出版社,2003。
[6] ，2004.
［7］ 陈桂明。应用MATLAB建模与仿真［M].北京：科学出版社,2001。
［8］ 张晓华。控制系统数字仿真与CAD［M].北京：机械工业出版社，2003。
五、指导教师审批意见
年 月 日