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过程控制课程设计

三容水箱液位控制系统的建模与仿真

专 业：自动化

班 级：

组员：

指导老师：

重庆大学自动化学院

2013年10月

目录

TOC \o "1-3" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc369210903" 摘 要 PAGEREF _Toc369210903 \h 1

HYPERLINK \l "_Toc369210904" 1 两种三容水箱的工作原理 PAGEREF _Toc369210904 \h 1

HYPERLINK \l "_Toc369210905" 1.1 三容水箱的结构 PAGEREF _Toc369210905 \h 1

HYPERLINK \l "_Toc369210906" 1.2 三容水箱系统的特点 PAGEREF _Toc369210906 \h 2

HYPERLINK \l "_Toc369210907" 2 两种三容水箱的理论建模 PAGEREF _Toc369210907 \h 3

HYPERLINK \l "_Toc369210908" 2.1 假设及相关参数定义 PAGEREF _Toc369210908 \h 3

HYPERLINK \l "_Toc369210909" 2.2 执行器(阀门)的数学模型 PAGEREF _Toc369210909 \h 4

HYPERLINK \l "_Toc369210910" 2.3 阶梯式三容水箱的数学模型 PAGEREF _Toc369210910 \h 4

HYPERLINK \l "_Toc369210911" 2.4 水平式三容水箱的数学模型 PAGEREF _Toc369210911 \h 6

HYPERLINK \l "_Toc369210912" 3两种三容水箱模型的控制与仿真 PAGEREF _Toc369210912 \h 7

HYPERLINK \l "_Toc369210913" 3.1 阶梯式三容水箱的简单PID控制 PAGEREF _Toc369210913 \h 8

HYPERLINK \l "_Toc369210914" 3.2 阶梯式三容水箱的串级PID控制 PAGEREF _Toc369210914 \h 9

HYPERLINK \l "_Toc369210915" 3.3 水平式三容水箱的简单PID控制 PAGEREF _Toc369210915 \h 11

HYPERLINK \l "_Toc369210916" 3.4 水平式三容水箱串级PID控制 PAGEREF _Toc369210916 \h 12

HYPERLINK \l "_Toc369210917" 4 总结 PAGEREF _Toc369210917 \h 14

HYPERLINK \l "_Toc369210918" 5 心得体会 PAGEREF _Toc369210918 \h 14

HYPERLINK \l "_Toc369210919" 5.1 顾振博心得体会 PAGEREF _Toc369210919 \h 14

HYPERLINK \l "_Toc369210920" 5.2 陈冶心得体会 PAGEREF _Toc369210920 \h 15

HYPERLINK \l "_Toc369210921" 5.3 谢海龙心得体会 PAGEREF _Toc369210921 \h 15

HYPERLINK \l "_Toc369210922" 参考文献 PAGEREF _Toc369210922 \h 16

HYPERLINK \l "_Toc369210923" 附录 PAGEREF _Toc369210923 \h 16

HYPERLINK \l "_Toc369210924" 所用参数及其数值 PAGEREF _Toc369210924 \h 16

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摘要

三容水箱是工业过程中许多被控对象的典型抽象模型，在非线性、大惯性过程控制研究应用中具有广泛代表性。近年来国内外许多学者对三容水箱系统的建模方法、控制算法及故障诊断等方面进行了探讨。进一步研究三容水箱系统的控制算法并构建现在实验教学系统，在工业控制领域和工程控制论教学中都具有较为重要的理论和实际应用价值。

本设计通过对阶梯式、水平式这两种典型的水平式三容水箱系统分别进行理论建模，再分别加入了简