基于模糊控制的多容水箱的智能水位控制
水箱液位模糊控制
水箱液位模糊控制器的设计1.水箱液位控制系统已知一个容器中液体的流出是随机变化的，无法建立它的数学模型。
但是，通过人工控制进液阀门的开度和进液流速，却能调节容器中液位的高低，保持液位恒定。
根据人工操作经验，我们已经归纳出如下保持液位恒定的操作规则：①如果液位偏低，则快开阀门；②如果液位正好，则阀门开度不变；③如果液位偏高，则快关阀门；④如果液位正好而进液流速慢，则慢关阀门；⑤如果液位正好而进液流速快，则慢开阀门。
图1-1 水箱液位控制系统原理图为此，我们可以设计如图1-2所示的双输入--单输出模糊控制系统：k 1k 2D/FD/F RF/D 控制对象k u 模糊控制器u e ec图1-2 二维模糊控制系统原理框图模糊控制器的两个输入变量分别为液位差e （设定液位高度r -实测液位高度M模糊控制器反馈 压力传感器控制量设定y）和液位差变化率ec（单位时间内的偏差改变量），输出模糊变量为u。
输入变量e和ec、输出变量u的论域、覆盖变量论域的模糊子集明朝、隶属度函数类型及拐点参数等，初步设定为表1-1所列的数值。
表1-1 覆盖输入变量、输出变量的模糊子集设定值2.构建模糊控制器的FIS结构文件2.1编辑出名称为“tank”的液位模糊控制系统FIS启动Matlab后，在主窗口中键入fuzzy回车，进入“FIS Editor”编辑器界面，完成下列任务：①增加一个输入变量；②将输入、输出变量的名称分别改成e、ec和u；③将这个FIS文件名定为“tank”并予以存盘。
得出如图2-1所示的FIS编辑器界面。
图2-1 液位模糊控制FIS编辑器2.2 编辑覆盖输入、输出变量的模糊子集在图2-1所示的FIS编辑器上，单机输入变量e模框，按表1-1列出的数据编辑e、ec和u的模糊子集。
在FIS编辑器界面上，双击输入量或输出量模框中的任何一个，都会弹出隶属函数编辑器，简称MF编辑器。
在MF编辑器界面上，单击“变量模框索引区”中待编辑变量的小模框，使其边框变粗、变红，则界面下部“当前变量区”内就显示该变量的性态，以供编辑。
基于DCS实验平台实现的水箱液位控制系统综合设计
基于DCS实验平台实现的水箱液位控制系统综合设计水箱液位控制系统是一种常见的自动控制系统，用于控制水箱中水的液位，并实现自动注水或放水。
在本综合设计中，我们基于DCS（Distributed Control System）实验平台实现了一套水箱液位控制系统。
DCS是一种分布式控制系统，由多个控制器通过网络连接，并共享信息和资源，实现综合控制和监测。
本设计包含以下组成部分：1.水箱：水箱是整个系统的控制对象，用于存储水。
我们使用了一个实验型水箱，通过电动阀门来控制水的流入和流出。
2.传感器：系统中使用了液位传感器来监测水箱中水的液位。
通过传感器，我们可以获取实时的液位数据。
3.执行器：系统中使用了电动阀门作为执行器，用于控制水的注入和排出。
电动阀门可以根据控制信号打开或关闭，实现自动控制。
4.控制器：我们使用了DCS实验平台提供的控制器来实现水箱液位控制算法。
控制器通过接收传感器的反馈信号，并根据设定点和控制算法计算出相应的控制信号，再通过通信网络发送给执行器。
5.计算机界面：我们使用了DCS实验平台提供的计算机界面来监测和操作水箱液位控制系统。
通过计算机界面，操作人员可以实时查看水箱液位、设定控制参数，并监控系统的运行状态。
在系统运行时，控制器会不断地读取传感器的反馈信号，并根据设定点和控制算法计算出相应的控制信号。
控制信号通过通信网络发送给执行器，执行器根据控制信号打开或关闭电动阀门，实现水的自动注入或排出。
同时，系统的运行状态和液位数据会通过计算机界面实时显示，方便操作人员监控和调整。
实验结果表明，我们设计的水箱液位控制系统能够准确地控制水箱中的液位，并实现自动注水或放水的功能。
通过DCS实验平台的分布式控制和监测能力，系统的可靠性和稳定性得到了有效提高。
通过本实验，我们深入了解了水箱液位控制系统的原理和设计方法，熟悉了DCS实验平台的使用，并通过实践掌握了水箱液位控制系统的综合设计过程。
总之，基于DCS实验平台的水箱液位控制系统综合设计是一个充满挑战但又非常有意义的实验项目，通过实验我们可以提升我们在自动控制和DCS技术方面的能力，并为工业自动化控制系统的设计和实施奠定基础。
基于DCS的双容水箱液位控制系统仿真
第37卷第12期计算机仿真2020年12月文章编号：1006-9348 (2020) 12 -0219 -05基于DCS的双容水箱液位控制系统仿真孙悦，恒庆海(北京信息科技大学自动化学院，北京100192)摘要:液位控制是科研工作者研究控制理论的一种科研平台。
上述系统具有观察方便、测量灵活、直观等诸多优点，能够实 现各种控制方法的研究。
现以浙大中控CS4000过程控制装置中的双容水箱液位作为被控对象，利用实验测定法建立双容 水箱液位控制系统模型，分别设计了三种控制器:PID控制器、模糊控制器和模糊控制与PID结合控制器。
在MATLAB中对 以上三种控制方法进行SIMULINK仿真,对结果做分析与比较。
最后借助于集散控制系统平台实现对所建立的双容水箱液 位系统进行组态与调试。
结果证实，模糊控制与PID结合方法和模糊控制效果均优于传统PID控制。
关键词:双容水箱液位;模糊控制;集散控制系统中图分类号:TP273 文献标识码：BSimulation of Double - tank Water Level ControlSystem Based on D C SSUN Yue,HENG Q ing-hai(School of Automation,Beijing Information Science and Technology University,Beijing 100192, China)A B S T R A C T：Liquid level control i s a scientific research platform for researchers to study control theory.To achievea variety of control methods of research,this system has many advantages,such as convenient observation,flexiblemeasurement,intuitive,etc..CS4000 process control device in double- tank water level was as the controlled object in t h i s paper.The double- tank water level control system model was established by using the experimental method.Three controllers were designed,that is,PID controller,fuzzy controller and fuzzy control and PID combined controller.The S I M U L I N K simulation of the above three control methods was carried out based on M A T L A B,and the results were analyzed and compared.Finally,the configuration and debugging of the double- tank water level system established in this paper was realized by means of the distributed control system platform.The results confirm that the fuzzy control and PID combination method and fuzzy control effect are better than the traditional PID control.K E Y W O R D S：Double-tank water level；Fuzzy control；D C Si引言液位控制系统是将液位当作被控对象参数的控制系统[1],是比较经典的一种模型。
基于pid的二阶水箱液位控制
1.绪论液位控制问题是工业生产过程中的一类常见问题，例如在饮料、食品加工，溶液过建，化工生产等多种行业的生产加工过程都需要对液位进行适当的控制。
双溶水箱液位的控制作为过程控制的一种，由于其自身存在滞后，对象随负荷变化而表现非线性特性及控制系统比较复杂的特点，传统的控制不能达到满意的控制效果。
以PLC、组态软件为单元，可以组成从简单到复杂的各种工业控制系统。
PLC可以实现复杂的逻辑编程及简单的算法编程，但是对于先进控制算法，如模糊控制算法等涉及到矩阵运算，由于算法本身的复杂性，单纯依靠PLC编程功能已经不能满足要求；在这组态软件编程语言可以弥补它的不足，因为运用此方法非常简单。
本文在S7-200环境中编写了传统的PID控制算法，实现了对二阶水箱液位的控制。
1.1本设计主要研究内容（1）水箱液位串级控制系统总体设计（2）PLC程序设计（3）MCGS监控画面设计（4）PLC与MCGS变量连接和通讯（5）PID参数的整定2．串级控制系统设计2.1水箱系统组成水箱系统由两个串联水箱、一个大水箱、一个水泵、两个压力变送器、管道及若干阀组成。
两个压力变送器通过分别检测两个水箱压力来确定水位高度。
2.2信号间转换关系压力变送器检测水箱压力在0～5000pa范围内，经过压力变送器转换成1～5V模拟量电压信号； 1～5V模拟量信号经过转换成6400～32000数量信号，再将其输送到PLC 中；经过程序控制，对应0～50cm水箱水位。
本设计用PLC检测到下水箱压力变送器传来的数字量信号为3200～16000，其对应的水箱水位在0～30cm之间。
2.3二阶水箱系统结构二阶水箱液位控制系统的逻辑结构如图2.3.1图2.3.1本系统是由上下两个水箱串联组成，下水箱的液位为系统的主控制量，上水箱的液位为副控制量。
本系统的控制目的，不仅要使下水箱的液位等于给定值，而且当扰动出现在上水箱时，由于它们的时间常数均小于下水箱，故在下水箱的液位未发生明显变化前，扰动所产生的影响已通过内回路的控制及时地被消除。
模糊神经网络PID在三容水箱中的应用
模糊神经网络ＰＩＤ在三容水箱中的应用作者：张彩霞张志飞来源：《现代电子技术》2009年第10期摘要:现代工业生产过程日益复杂,采用先进的控制算法对生产进行控制,以提高生产控制水平,提高生产质量及效率。
通过对工业过程控制中典型对象——三容水箱的液位控制分析,提出将模糊控制与神经网络结合的智能模糊神经网络PID控制。
仿真结果表明该控制方法比传统PID控制具有调节时间短、超调量小、鲁棒性强的优点。
该控制方法集中了模糊控制和神经网络控制的优点,自学习能力及模糊信息处理能力都具有一定优势,更能适应现代工业控制的需要。
关键词:模糊控制;神经网络;模糊神经网络;PID;三容水箱液位控制中图分类号:TP273文献标识码:B文章编号:1004-373X(2009)10-137-03Application of Fuzzy Neural Network PID for Three-tank WaterZHANG Caixia,ZHANG Zhifei(Foshan University,Foshan,528000,China)Abstract:The process of modern production is more complex.It can advance the level of controlling,quality of production and productivity though advanced method.Through analysing the control of three-tank water,this article gives fuzzy neural network PID controller by associating fuzzy controlling with neural network controlling.The simulation results show that the controller is satisfied at precision and stable results and strong robustness than regular PID controller.Fuzzy neural network PID controller has the advantage both fuzzy controlling and neural network controlling,and it can do well in self-study and dealing with fuzzy information,so it can adapt modernized industry.Keywords:fuzzy control;neural network;fuzzy neural network;PID;control of three-tank water0 引言目前,工业生产中普遍采用的控制方法仍是传统的PID控制。
二容水箱的模糊自适应PID控制研究
Ｌ ｎ ｈ ｕ７ Ｏ ７ ｉａ ａ ｚ ｏ ３ ０ ０Ｃｈｎ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｏ ‘ ｈ － ｏｎ ａ ｎ ｒ ｗａ ｅ ａ ｋ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｔｓ ｓｅ ｗｉ ｕ ｓ ｒ ｃ ：Ｆ ，ｔ ｅ ２ ｃ ｔ ｉ ｅ ｔ ｒｔ ｎ ｘ ｅ ｉ ｎ ｙ ｔ ｍ ｔ ｌ ｍｐ ｎ ａ ｎ ｏ ｌｎ ａ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ａ ｆ ｚ ｙ ａ ｐ ｉ ｅ ＰＩ ｈ ｉ ｇ ｌ ｇ ａ ｄ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｓｉ ． ｕ ｚ ｄａ ｔ Ｄ ｖ ｃ ｎ ｒ ｌ ｐ ｒ ａ ｈ ｉ ｐｕ ｏ ｗａ ｄ Ｉ ｈ ｓａ ｐ ｏ ｃ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｌｏ ｕ ｚ ｄ ｐ ｉ ｅ Ｐ Ｄ ａ ａ ｌ ｔ ｒ ｓｄ ｓｇ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔｏ ｏ ｔｏ ｐ ｏ ｃ ｓ ｔ ｒ ｒ ． ｎ ｔ ｉ ｐ ｒ ａ ｈ， ｈ ｏ ｔｏ ｌ 。 ｆｆ ｚ ｙ ａ ａ ｔｖ Ｉ ｐ ｒ ｎ ｅ ｅ ｓｉ ｅ ｉ ｎ ｄ ｈ ｏｎ ｒ ｌ ａ ｆ ｅ ａ ｉｈ ｅ ｉ ｓｄ ｄ ｃ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｇ ａ ｉ ａ ｌ ｂ ｉ ｗｒｔ ｎ Ｆ ｎ ｌ ， ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｉ ｅｈ ｄ ｉ ｒ ｔ ｎ ｌ ｙ ｒｔ ｍ ｔ ｉ ｅ ｕ ｅ ， ｎ ｈ ｏ ｔｏ ｏ ｒ ｍ ｎ ｍ ｔ ｓ ｉ ｅ ． ｉ ａ ｌ ｔ ｅｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｓｍ ｔ ｏ ｓ ａ ｉ ａ ｉ ｃ ｐ ａ ｔ ｙ ｓ ｏ ｔ
ａ ｅ ｉ ｌｔ ｎｄ ｆ ａｓｂｉｉｙ．
Ｋ ｅ ｒ ｓ ２ ｃ ｎ ａ ｎ ｒｗａ ｅ ａ ｋ； ｕ ｚ ｄ ｐ ｉ ｅ Ｐ Ｄ ｏ ｔｏ ； ｒ ｍｅ ｅ ｓｔ ｎ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： － ｏ ｔ ｉ ｅ ｔ ｒｔｎ ｆ ｚ ｙ ａ ａ ｔｖ Ｉ ｃ ｎ ｒ ｌ ｐａ ａ ｔ ｒ ｕ ｉ ｇ
智能控制及MATLAB实现—水箱液位模糊控制仿真设计
智能控制及MATLAB实现—水箱液位模糊控制仿真设计智能控制是一种利用先进的智能技术和算法来实现自动控制的方法。
在智能控制中，模糊控制是一种常见且有效的方法之一、模糊控制通过将模糊逻辑应用于控制系统中的输入和输出，根据模糊规则来进行决策和控制。
水箱液位控制是一个典型的控制问题，常常用于工业和民用领域中的自动化系统。
在许多控制应用中，水箱液位的控制是一个关键的问题，因为它需要根据系统的液位情况来实现稳定的控制。
在模糊控制中，首先需要建立一套模糊规则系统，该系统包括模糊化、模糊推理和解模糊化这三个步骤。
模糊化是将实际输入转换为模糊集合的过程。
在水箱液位控制中，可以将液位分为低、中和高三个模糊集合。
通过将实际液位值映射到这些模糊集合中的一个，来表示液位状态。
模糊推理是根据一组模糊规则，将模糊输入转换为模糊输出的过程。
通过将输入和规则进行匹配，确定输出的模糊集合。
在水箱液位控制中，可以使用如下规则：如果液位低且液位变化小，则控制信号为增大水流量；如果液位高且液位变化大，则控制信号为减小水流量；如果液位中等且液位变化适中，则控制信号为不变。
解模糊化是将模糊输出转换为实际的控制信号的过程。
在水箱液位控制中，可以使用模糊加权平均值的方法来进行解模糊化。
通过将模糊集合和其对应的权重进行加权平均计算，得到最终的控制信号。
在MATLAB中，可以使用Fuzzy Logic Toolbox来实现水箱液位模糊控制仿真设计。
首先需要建立输入和输出的模糊化和解模糊化函数，然后根据实际的模糊规则，构建模糊系统。
最后通过设定输入的模糊值，使用模糊系统进行推理和解模糊，得到最终的控制信号。
总结起来，智能控制及MATLAB实现水箱液位模糊控制仿真设计包括建立模糊规则系统，进行模糊化、模糊推理和解模糊化三个步骤，通过Fuzzy Logic Toolbox来实现模糊控制系统的构建和仿真。
通过利用模糊控制的方法，可以实现水箱液位的自动稳定控制，并提高了控制系统的鲁棒性和适应性。
开题报告(基于模糊PID的液位控制系统设计)
题目基于模糊PID的液位控制系统设计1本选题的意义及国内外发展状况1.1研究目的和意义人们生活以及工业生产经常涉及到液位和流量的控制问题，例如饮料、食品加工，居民生活用水的供应，溶液过滤，污水处理，化工生产等多种行业的生产加工过程，通常要使用蓄液池。
位需要维持合适的高度，这就需要用到液位控制系统。
不仅如此，液位控制系统也是工业过程中的一种典型控制系统，特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的生产效果，如蒸馏塔中液位控制的精度可直接影响产品的质量，锅炉等高压设备中液位控制的精度则于生产安全紧密相关。
由此可见，液位控制不论对人们的生活还是工业发展皆具有非常重要的意义。
液位控制系统是一种可以模拟多种对象特性的实验装置。
常规的PID控制器在非线性时变，滞后较大的系统中鲁棒性不强，控制效果不理想。
而模糊PID 控制器既具有模糊控制灵活而适应性强的优点,又具有常规PID控制精度高的特点, 在工业控制中得到广泛的应用。
本设计以单水箱液位控制系统为研究对象，结合模糊控制和PID控制方法设计液位控制器，同时针对液位控制过程中存在的滞后现象，利用Smith预估方法进行补偿以消除滞后影响。
1.2国内外发展情况PID控制器问世至今凭借其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便等优点成为工业控制的主要技术之一。
常规的PID控制器在非线性时变，滞后较大的系统中鲁棒性不强，控制效果不理想[1]。
而模糊PID控制器既具有模糊控制灵活而适应性强的优点,又具有常规PID控制精度高的特点,在工业控制中得到广泛的应用。
目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器（intelligent regulator），其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
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郑州航空工业管理学院毕业论文（设计） 2013 届电气工程及其自动化专业班级题目基于模糊控制的多容水箱的智能水位控制姓名学号指导教师职称二О一三年五月二十四日目录第一章绪论 (2)1.1 课题研究背景 (2)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 研究意义及目的 (5)第二章液位控制系统 (6)2.1 系统总体结构 (6)2.2 系统特点 (6)2.3 系统数学模型 (7)第三章 PID控制算法 (12)3.1 基础知识 (12)3.2 PID控制的作用 (14)3.3 PID在本系统的应用 (16)第四章模糊控制算法 (17)4.1 理论的发展 (17)4.2 模糊控制系统与模糊控制器简介 (18)4.2.1 模糊控制系统 (18)4.2.2 模糊控制器 (19)4.3 模糊控制的局限 (21)第五章模糊PID控制 (23)5.1 模糊PID介绍 (23)5.2 模糊PID控制器设计 (24)5.2.1 模糊PID控制器结构 (24)5.2.2 参数自整定 (25)5.2.3 模糊控制规则 (26)第六章控制系统仿真 (29)6.1 软件简介 (29)6.1.1 MATLAB (29)6.1.2 SIMULINK仿真环境 (29)6.2 模糊控制器设计和仿真过程 (30)6.3 仿真结果简要分析 (33)结束语 (33)参考文献 (34)第一章绪论1.1 课题研究背景工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的连续过程自动控制，它是自动化技术的一个重要的组成部分，涉及石油、化工、冶金、电力、轻工、纺织、医药、建材、食品等工业部门。
连续过程工业的发展对于我国国民经济意义重大。
如今工业自动化越来越普及，如何确保在提高经济效益和社会效益的基础上，既达到预期的经济技术指标，又能改善劳动条件、保护生态环境，这将是过程控制技术所面临的巨大挑战。
在工业生产不断快速发展的浪潮推动下，自动化控制水平也相应的得到了大幅度的提高。
然而由于被控对象的复杂程度越来越高，自然而然许多传统的控制算法将不能满足复杂控制系统要求，因此能否提出既先进又可行的控制算法对于工业过程生产具有极大的推动作用。
但是受到各种因素的影响，目前控制技术和学术研究成果很难与实际的工业生产应用技术相同步，有的甚至相差几十年。
不仅如此，往往越高深越先进的控制理论，对它的研究却仅局限于极少数的科研院所，脱离了工业生产这个应用基地。
这样一来导致很多的理论算法一旦用于现场就会遇到各种各样的实际问题。
当然，造成这种结果的原因是多方面的，可以明确的是，理论的研究脱离了实际背景的支持是制约其得以广泛应用的首要因素。
因此，能否找到一种具有典型对象特性的实验装置至关重要。
三容水箱液位控制系统作为一种物理模拟对象，模拟了工业现场多种复杂的控制系统。
该实验装置融合了多种技术为一体，比如自动化仪表、通讯以及自动控制等。
它还包含了多种被控参数，如液位、流量、压力、温度等。
借助该装置不仅可以实现简单的参数辨识、单回路控制、串级控制、比值控制，还可以实现复杂的滞后控制、解耦控制等。
通过三容水箱对象的参数调试和引入部分干扰等形式的设计，可以构造出具有大滞后和参数可变等不同状态下的被控对象模型；并且可以在不同的反应时段任意加入不同类型的干扰来进行不同算法的控制特性研究。
概括起来，三容水箱是一种典型的非线性、时延性对象，它具有很强的代表性，工业上许多被控对象的整体或局部都可以抽象成三容水箱的数学模型，因此在三容水箱数学模型建立的基础之上深入研究智能控制算法，并进行模拟仿真验证有着重要的意义。
水箱液位控制是液位控制中的一个主要问题, 它主要有以下几个特点：(1)时滞性；(2)时变性；(3)非线性。
这几个特点都严重影响PID控制的效果。
常规PID控制由于采用固定的参数，难以保证系统适应控制系统的参数变化和工作条件变化，液位始终有较大波动，得不到理想效果。
模糊控制是建立在人工经验基础之上，无需知道控制对象的精确数学模型，是解决不确定性系统控制的一种有效途径,它采用语言变量来描述系统特征，并依据系统的动态信息和模糊控制规则进行推理以获得合适的控制量，具有对参数变化不敏感和鲁棒性强等特点，但单纯的模糊控制也存在精度不高、易产生极限振荡等问题。
如果将模糊控制和PID控制两者结合起来，就能更好地适应控制系统的参数变化和工作条件的变化。
采用参数自整定模糊PID控制系统对环境的适应能力强，在随机的环境中可以在线调整PID控制的参数，在被控对象存在扰动情况下控制系统仍然保持良好的性能。
1.2 国内外研究现状1）控制对象方面。
目前国外很多大学和实验室广泛应用的三容水箱系统是德国Amira自动化公司研制的，但不足之处是该系统价格昂贵，受经济条件限制国内只有清华、浙大等少数几所高校引进了此设备。
国内也有部分厂家研制生产三容水箱液位控制系统，像GWT系列水箱液位控制三容水箱对象系统实验装置等等。
GWT实验装置是由固高科技有限公司协同香港城市大学联合研制开发而成，经过香港城市大学三年的实践检验，充分的证实了其潜在的教学、实验和研究价值。
用户通过此装置既可以进行经典PID控制器设计和调试，又可以通过模糊逻辑控制器的设计和调试进行智能控制教学实验与研究。
另一套实验装置是由浙江天煌科技实业有限公司研制的，目前常用的型号主要有THJ-2,THJ-3和THJ-4；THJ-x系列液位控制装置即可以作为本科、专科、高职过程控制课程的实验装置，也可以为研究生及科研人员对复杂控制系统、先进控制系统的研究提供物理模拟对象和实验手段。
但是，受经济条件、环境的因素的影响，真正能运用这些控制对象的仅仅是很小的一部分；这样以来使得国内基于三容水箱液位控制系统算法的研究和仿真在很大程度上受到了限制。
2）控制算法方面。
对于简单的单容、双容液位控制系统，通常选用常规的控制算法如单回路PID控制、串级PID控制、前馈控制、SMITH预估补偿控制、大林算法、解耦控制等等。
但是由于像SMITH预估补偿控制、大林算法以及解耦控制等方法对控制系统的数学模型依赖性较强，导致常规的控制方法很难在非线性大滞后的系统中取得较好的控制效果。
因此针对三容水箱这种典型的非线性、大惯性以及延时性的控制系统，传统的控制算法已不能胜任，预测控制算法和智能控制理论等复杂的控制算法成为主要研究的控制策略。
预测控制主要代表为动态矩阵控制、模型算法控制和广义预测控制，预测控制算法涉及的参数较多，如预测长度、控制时域长度、加权阵等，关于算法中的主要参数与闭环系统的稳定性、动静态特性和鲁棒性之间的定量解析表达式还难以得到，尤其是多变量系统的鲁棒性的分析和综合方面的研究还不够成熟。
智能控制是针对被控系统及其控制环境和任务不确定性而提出的，智能控制过程是含有复杂性、不确定性、模糊性且一般不存在已知算法的非传统数学公式化的过程，因此智能控制系统应当对环境和任务的变化具有快速应变能力，应能完成各种复杂多变的任务。
目前，对智能控制的研究要集中在专家控制技术、模糊控制技术、神经网络控制技术、遗传算法等方面。
模糊控制技术是建立在模糊集合论基础上的一种基于语言规则与模糊推理的控制理论，该技术依赖于行为规则库，其规则用自然语言表达，更接近于人的思维方法和推理习惯，便于现场操作人员的理解和使用。
神经网络技术不像专家系统那样需要事先建立知识库，知识的获取只需足够的训练样本，能够模拟现实系统复杂的输入输出关系，具有很强的非线性建模能力，由于它具有适应能力和学习能力，因此很适合用作智能控制的研究工具。
神经网络控制和模糊控制分别单独在三容水箱液位系统中的应用较多，控制效果也比较明显。
目前，控制算法的研究主要是在这些原有控制算法的基础上提出改进和完善。
受众多因素的影响，虽然给三容水箱控制算法的研究造成一些不利，但是并没有阻碍国内学者对其深入的探讨和研究。
华中科技大学的侯燕在三容水箱液位控制系统的研究这篇学位论文中以三容水箱液位控制系统为被控对象，研究了模糊控制算法，并通过仿真验证了其可靠性。
不仅如此，还将三容水箱建模以及控制方法推广到现实的教学实验中，并取得了很好的效果。
大连理工大学朱晶针对模糊控制算法比例因子和量化因子选择困难的特点，提出了采用蚁群算法对其优化，仿真结果表明了其有效性，使得模糊控制的运用得到了大幅度的提升。
基于此构造了模糊PID控制器，并运用到三容水箱液位控制系统中，取得了良好的效果。
合肥工业大学卢娟提出了将神经网络控制理论与PID相结合的算法，充分利用神经网络的自学习、精度高的优点，提高了三容水箱液位控制的鲁棒性。
1.3 研究意义及目的从工程应用角度讲，三容水箱实验系统具有很强的代表性和工业背景，通过各阀门的开关可组成不同阶次的系统对象及简单和复杂的控制回路，模拟故障的随机发生等，这些实验对象的存在为系统辨识、控制理论及故障诊断等的研究提供了典型的被控对象，尤其是为智能控制理论的研究提供较好的验证平台，它的设计研制可及时解决无法为理论研究提供实际背景支持的难题。
因而，本课题所研究的三容水箱实验系统是将理论成果快速转换为实际应用技术的重要途径，将理论研究应用于实际生产中，提高生产效率和产品质量等，为工业生产的发展起到巨大的推动作用，具有重要的理论意义和工程应用价值。
从教学角度讲，三容水箱实验系统的开发为工程控制理论的学习研究提供了良好的实验前提条件，开发经济实用并能真实复现工业过程的实验系统能够帮助学生将所学知识应用到实践中，对所学知识得到感性和理性认识，在此基础上可自主进行创新设计；同时，开发基于虚拟仪器技术的三容水箱实验系统，是对实验室资源的合理应用和共享的重要举措，它提供了一个系统而开放的教学、科研平台，对控制理论的实验教学具有重要的意义。
第二章液位控制系统2.1 系统总体结构三容水箱实验系统的控制结构如图2.1所示，其组成的各个部分简单介绍如下：图2.1 三容水箱实验系统的控制结构图(1)控制器，由计算机软件实现，主要实现各种控制算法，如增量式PID控制算法、模糊PID控制算法等；(2)执行机构，包括水泵、比例电磁流量阀及其控制器、溢流阀等。
比例电磁阀负责向实验台的玻璃容器注水，通过控制比例阀的输入电压可改变其出口流量，进而达到控制容器内液位高度的目的；溢流阀起到保证整个系统压力恒定作用。
(3)被控对象为三容水箱，被控量为三个圆柱型玻璃容器内的液位高度hl、h2、h3。
(4)测量元件，为三个应变式压力传感器，用来测量各容器内的液位高度值。
(5)A／D、D／A接口，通过数据采集卡的A／D转换功能将把传感器采集的模拟电压信号转换成计算机可识别的数字信号，同时通过此数据采集卡的D／A转换功能，将设定的数字电压信号转换成相应的模拟电压信号传送给比例电磁阀，从而调节进水流量，执行各种控制算法。