基于MATLAB的液位与流量串级控制系统设计与仿真毕业论文

北方民族大学

学士学位论文

论文题目:基于MATLAB的液位与流量串级控制系统设计与仿真

院(部)名称: 电气信息工程学院

专业: 电气工程及其自动化

论文提交时间: 2011年5月20日

论文答辩时间: 2011年5月28日

学位授予时间:

北方民族大学教务处制

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

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涉密论文按学校规定处理。

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导师签名：日期：年月日

摘要

随着科学技术的不断进步，在现代各种复杂控制系统中，串级控制系统占有较大比重；串级控制系统是过程控制中的一种多回路控制系统，是为了提高单回路控制系统的控制效果而提出来的一种控制方案。串级控制系统把两个单回路控制系统以一定的结构形式串联在一起，它不仅具有单回路控制系统的全部功能，而且还具有许多单回路控制系统所没有的优点。串级控制系统采用了两个调节器，因此它的调节器的参数整定更复杂一些。

本论文论述了一个液位——流量串级控制系统的设计方法和步骤，介绍了它的参数整定方法。在此过程中，介绍了对液位和流量进行检测和转换的常用元件，应用阶跃响应曲线推导了广义对象的传递函数，简单地论述了串级控制系统的优点，讨论了它对控制效果的改善作用，并使用matlab仿真软件对该系统进行了仿真。

关键字:串级控制,液位,流量,仿真

ABSTRACT

Along with the science and technology unceasing progress, in the modern various complex control system, the cascade control system possess larger proportion; Cascade control system is one of the process control system, for improve the single control system control effect to brought out a control scheme. The two cascade control system single loop control system to certain structure form series together, it is not only a single loop control system fully functional, but also has many single loop control system had no merit. Cascade control system adopted two regulator, so it's regulator parameter setting onto more complicated.

This paper discusses a level - flow cascade control system design method and procedure, introduced its parameter setting method. In the process, introduces the level and flow testing and convert common elements step response curve, application order is deduced the transfer function of generalized object, briefly discusses the advantages of cascade control system, and discussed its control effect, and the improving function of using matlab simulation software of the system is simulated.

KEY WORDS: cascade control ,Level,flow,simulation

目录

前言 (1)

第1章概述 (2)

第2章串级控制系统 (4)

2.1 串级控制系统的概述 (4)

2.2 串级控制系统的特点 (5)

2.3 串级控制系统的设计 (5)

2.4 串级控制系统的整定方法 (8)

2.5 串级控制系统的工业应用 (9)

第3章液位和流量的检测转换元件 (11)

3.1 流量检测转换元件 (11)

3.2 液位检测转换元件 (16)

3.3 适合本系统的检测转换元件 (19)

3.4 执行元件的选择、性能参数 (19)

第4章总体设计 (20)

4.1 过程建模的方法 (21)

4.2 串联的多容过程 (23)

第5章 PID控制简介与整定及仿真 (24)

5.1 PID控制简介 (26)

5.2 PID参数整定方法 (29)

5.3 单级控制系统的仿真 (34)

5.4 串级控制系统的仿真 (36)

结论 (40)

致谢 (41)

参考文献 (42)

附录 (43)