液位控制系统研究与设计
摘 要
本设计主要介绍了系统的基本组成、系统硬件的选取、PID调节器（或控制器）参数的整定以及系统的仿真。特别注重PID调节器参数的整定和系统的仿真。并针对单回路控制系统广义对象控制通道时间常数较小的特点，选择比例积分（PI）动作。系统采用经验整定法对PID调节器进行整定，避免了传统的工程整定法所要求的试验和计算，而且此方法省时，对生产影响小。最后系统进行仿真，系统的各项性能指标均较好。
关键词：液位控制；PID控制；仿真
目 录
摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论……………………………………………………………………………… 1
1.1 课题的意义和目的……………………………………………………………… 1
1.2 液位控制系统设计的发展与现状…………………………………………… 1
1.3 本文的主要工作………………………………………………………………… 2
第2章 液位控制系统控制方案的确定 ………………………………………………… 4
2.1 系统的基本组成………………………………………………………………… 4
2.1.1 系统的基本组成………………………………………………………… 4
2.1.2 系统的工作情况………………………………………………………… 5
2.2 系统的建模……………………………………………………………………… 5
2.2.1 系统的建模方法………………………………………………………… 5
2.2.2 系统被控对象的传递函数……………………………………………… 6
第3章 液位控制系统硬件的选择……………………………………………………… 8
3.1 传感器的选择…………………………………………………………………… 8
3.1.1 传感器特点及技术参数………………………………………………… 8
3.2 控制阀的选择……………………………………………………………………10
3.2.1 控制阀口径大小的选择…………………………………………………10
3.2.2 控制阀开、闭的选择……………………………………………………12
3.2.3 控制阀流量特性的选择…………………………………………………12
3.2.4 控制阀（调节阀）的特点及技术参数…………………………………13
第4章 液位控制系统的PID调节器参数的整定………………………………………15
4.1 PID控制概述 ……………………………………………………………………15
4.2液位控制系统的动态特性 ………………………………………………………16
4.3 比例调节（P）调节 ……………………………………………………………17
4.4 积分调节（I）调节 ………………………………………………………………18
4.5 比例积分微分调节（PID调节）…………………………………………………19
4.5.1 微分调节…………………………………………………………………19
4.5.2 比例积分（PI）调节……………………………………………………19
4.5.3 控制器的特点及数参数…………………………………………………20
4.6 PID调节器参数整定………………………………………………………………21
4.6.1 基本原则…………………………………………………………………21
4.6.2 PID参数整定方法………………………………………………………21
4.6.3 系统参数对系统的影响…………………………………………………24
4.6.4 系统稳态误差的计算……………………………………………………27
第5章 系统仿真…………………………………………………………………………29
5.1 仿真的建模………………………………………………………………………29
5.2 系统仿真…………………………………………………………………………30
结论…………………………………………………………………………………………32
结束语………………………………………………………………………………………33
参考文献……………………………………………………………………………………34
