單容水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計計算機課設(shè)

1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué) 微型計算機控制技術(shù)微型計算機控制技術(shù) 課程設(shè)計（論文）課程設(shè)計（論文）題目：題目：單容水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院專業(yè)班級：專業(yè)班級：自動化自動化074074 學(xué)學(xué) 號：號： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 俞潔華俞潔華 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時間：起止時間：2010.12.152010.12.152010.12.242010.12.24課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：自動化 學(xué) 號學(xué)生姓名俞潔華專業(yè)班級074課程設(shè)計題目單容水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)課

2、題完成的功能、設(shè)計任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)課題完成的功能、設(shè)計任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)實現(xiàn)功能以單片機為控制核心，加上相應(yīng)的輸入輸出通道，采用常規(guī) PID 控制算法，將液位控制在規(guī)定范圍內(nèi)，并要求實時顯示當(dāng)前液位值。設(shè)計任務(wù)及要求1、確定系統(tǒng)設(shè)計方案，包括單片機的選擇，輸入輸出通道，鍵盤顯示電路；2、建立被控對象的數(shù)學(xué)模型；3、推導(dǎo) PID 控制算式，設(shè)計 PID 算法的程序流程圖或程序清單；4、仿真研究，驗證設(shè)計結(jié)果。5、撰寫、打印設(shè)計說明書一份；設(shè)計說明書應(yīng)在 4000 字以上。技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)液位控制范圍：10100cm誤差：5cm三位 LED 顯示液位高度進度計劃布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)方

3、案（1 天）被控對象建模（1 天）算法推導(dǎo)，程序設(shè)計（3 天）仿真研究（2 天）撰寫、打印設(shè)計說明書（2 天）答辯（1 天）指導(dǎo)教師評語及成績 平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日摘 要本文根據(jù)液位系統(tǒng)過程機理，建立了單容水箱的數(shù)學(xué)模型。介紹了 PID 控制的基本原理及數(shù)字 PID 算法，并根據(jù)算法的比較選擇了增量式 PID 算法。建立了基于單片機編程語言的 PID 液位控制模擬界面和算法程序，進行了系統(tǒng)仿真，并通過整定PID 參數(shù)，利用 MATLAB 應(yīng)用軟件對系統(tǒng)進行仿真得到圖線。系統(tǒng)由進出水閥門，單片機，A/D 轉(zhuǎn)換器，D/A 轉(zhuǎn)換器，傳感器，顯示電路和鍵盤電

4、路等組成。整個過程保持進水閥的開度比例不變，由傳感器檢測電路連續(xù)不斷地相應(yīng)液位值，送入 A/D 轉(zhuǎn)換器中處理，輸出的數(shù)字量送給單片機，控制顯示電路實時顯示實際液位值，由鍵盤輸入設(shè)定值，控制器比較其值控制出水閥門的開度比例，以保持液位穩(wěn)定在要求范圍內(nèi)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：水箱建模，液位控制，PID 算法，增量式 PID目 錄第1 章 緒論.1第 2 章 課程設(shè)計的方案 .22.1 概述 .22.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) .2第 3 章 硬件設(shè)計 .33.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 .33.2 傳感器模塊 .33.3 A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊 .33.4 鍵盤模塊 .33.5 顯示模塊 .4第 4 章

5、軟件設(shè)計 .54.1 PID 算法 .54.2 位置式 PID 控制系統(tǒng) .64.3 增量型 PID 控制算法 .84.4 PID 計算 .104.5 主程序控制流程 .114.6 顯示部分 .12第 5 章 系統(tǒng)測試與分析/實驗數(shù)據(jù)及分析 .135.1 MATLAB 程序 .135.2 MATLAB 成象曲線 .13第 6 章 課程設(shè)計總結(jié) .14參考文獻 .15附錄：系統(tǒng)硬件原理圖 .16第 1 章 緒論過程控制是自動技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，它是指對液位、溫度、流量等過程變量進行控制，在冶金、機械、化工、電力等方面得到了廣泛應(yīng)用。尤其是液位控制技術(shù)在現(xiàn)實生活、生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，比如，民用水

6、塔的供水，如果水位太低，則會影響居民的生活用水；工礦企業(yè)的排水與進水，如果排水或進水控制得當(dāng)與否，關(guān)系到車間的生產(chǎn)狀況；鍋爐汽包液位的控制，如果鍋爐內(nèi)液位過低，會使鍋爐過熱，可能發(fā)生事故；精流塔液位控制，控制精度與工藝的高低會影響產(chǎn)品的質(zhì)量與成本等。在這些生產(chǎn)領(lǐng)域里，基本上都是勞動強度大或者操作有一定危險性的工作性質(zhì)，極容易出現(xiàn)操作失誤，引起事故，造成廠家的的損失。可見，在實際生產(chǎn)中，液位控制的準(zhǔn)確程度和控制效果直接影響到工廠的生產(chǎn)成本、經(jīng)濟效益甚至設(shè)備的安全系數(shù)。所以，為了保證安全條件、方便操作，就必須研究開發(fā)先進的液位控制方法和策略。液位控制是工業(yè)中創(chuàng)建的過程控制，它對生產(chǎn)的影響不容忽視。

7、但榮液位控制系統(tǒng)具有非線性、滯后、耦合等特征，能夠很好地模擬工業(yè)過程特征。對于液位控制系統(tǒng)，常規(guī)的 PID 控制由于采用固定的參數(shù)，難以保證控制適應(yīng)系統(tǒng)的參數(shù)變化和工作條件的變化，得不到理想效果。在本設(shè)計中以液位控制系統(tǒng)的水箱作為研究對象，水箱的液位為被控制量，選擇了出水閥門作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。針對過程控制試驗臺中液位控制系統(tǒng)裝置的特點，建立了基于單片機編程語言的 PID 液位控制模擬界面和算法程序。雖然PID 控制是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種控制算法。但是，要想取得良好的控制效果，必須合理的整定 PID 的控制參數(shù)，使之具有合理的數(shù)值。第 2 章 課程設(shè)計的方案2.1 概述本次設(shè)計主要

8、是綜合應(yīng)用所學(xué)知識，設(shè)計單容水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計，并在實踐的基本技能方面進行一次系統(tǒng)的訓(xùn)練。能夠較全面地鞏固和應(yīng)用“單片機”課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，并初步掌握計算機控制算法和 PID 算法在現(xiàn)實中應(yīng)用的基本方法。2.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 圖 2.1 是基于單片機為控制器單容水箱液位控制系統(tǒng)的基本組成硬件框圖。主要由液位傳感器，進水閥門，出水閥門，A/D 轉(zhuǎn)換電路，D/A 轉(zhuǎn)換電路，鍵盤電路，顯示電路，單片機（89C51）組成。液位傳感器可精確快速的測量微小液位差，把差值轉(zhuǎn)換為電參數(shù)的器件。單片機信號得經(jīng)由計算機 PID 算法計算傳回。工作原理：控制進水閥門的流量，液位傳感器檢測液位，與

9、設(shè)定值相比得到的差值經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換，送入單片機中，經(jīng)過 PID 算法分析傳回單片機，控制顯示電路實時顯示液位的實際值，信息數(shù)據(jù)經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換控制出水閥門的開閉。傳感器液位信號顯示電路A/D 轉(zhuǎn)換電路單片機差動電路鍵盤電路出水閥門PC機D/A 轉(zhuǎn)換復(fù)位電路電路電路圖 2.1 系統(tǒng)框圖第 3 章 硬件設(shè)計3.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計本次設(shè)計中的最小系統(tǒng)模塊中包括 CPU、復(fù)位電路和晶振。3.2 傳感器模塊本次設(shè)計中差壓傳感器選用柯普樂浮球液位傳感器。它是一款根據(jù)浮力原理，并采用三線分壓器原理對也未進行測量及信號得變送。浮球內(nèi)磁鋼的磁力線穿過導(dǎo)管，感應(yīng)導(dǎo)管內(nèi)干簧與電阻鏈，由此產(chǎn)生的電壓與液位成

10、正比例關(guān)系。工作原理簡單應(yīng)用范圍廣泛，對于液位的連續(xù)測量，能可靠穩(wěn)定獲取液位信號，不受被測介質(zhì)的物理化學(xué)狀態(tài)變化影響，支持信號源距離傳送。適用范圍：溫度：-80+200；壓力：真空100Mpa。耐腐蝕性強，適用于各種場合。誤差在 20mm 之內(nèi)。3.3 A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊該模塊 A/D 轉(zhuǎn)換選用 ADC0809 是 M 美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8通道，8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個進行 A/D 轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8 位通用 A/D 芯片。DAC08

11、32 是 8 分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個 DA 芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A 轉(zhuǎn)換器由 8 位輸入鎖存器、8 位 DAC 寄存器、8 位 D/A 轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。3.4 鍵盤模塊本次設(shè)計中采用的 4*4 的非編碼鍵盤。矩陣式非編碼鍵盤的電路原理圖如圖3.4 所示。當(dāng)沒有鍵按下時，行線和列線之間是不相連。若第 N 行第 M 列的鍵被按下，那么第 N 行與第 M 列的線就被接通。如果在行線上加上信號，根據(jù)列線的狀態(tài)，便可得知是否有鍵按下。如果在行線上逐行加上一個掃描信號（本實驗中用的低電平） ，就

12、可以判斷按鍵的位置。常用的按鍵識別有兩種方法：一種是傳統(tǒng)的行掃描法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。本實驗中采用的是線反轉(zhuǎn)法進行識鍵。鍵盤在單片機系統(tǒng)中是一個很重要的部件。為了輸入數(shù)據(jù)、查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都要用到鍵盤，鍵盤是人工干預(yù)計算機的主要手段。 鍵盤可分為編碼和非編碼鍵盤兩種。編碼鍵盤采用硬件線線路來實現(xiàn)鍵盤編碼，每按下一個鍵，鍵盤能自動生成按鍵代碼，鍵數(shù)較多，而且還具有去抖動功能。這種鍵盤使用方便，但硬件較復(fù)雜，PC 機所用的鍵盤就屬于這種。非編碼鍵盤僅提供按鍵開關(guān)工作狀態(tài)，其他工作由軟件完成，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡單，一般在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用。123456ABCD6543

13、21DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Jul-2010 Sheet of File:D:Study09-10 second儀儀儀儀儀儀儀儀儀儀儀儀儀儀儀儀儀儀protelMyDesign.ddbDrawn By:S1S2S3S13S4S5S6S14S7S8S9S15S10S11S12S16P00P01P02P03P04P05P06P07圖 3.1鍵盤模塊硬件原理圖3.5 顯示模塊本設(shè)計采用三位 LED 顯示電路。即常用的七段顯示器件：半導(dǎo)體數(shù)碼管將十進制數(shù)碼分成七個字段，每段為一發(fā)光二極管。半導(dǎo)體數(shù)碼管（或稱 LED 數(shù)碼管）的基本單元是 PN 結(jié)，目前較多

14、采用磷砷化鎵做成的 PN 結(jié)，當(dāng)外加正向電壓時，就能發(fā)出清晰的光線。單個 PN 結(jié)可以封裝成發(fā)光二極管，多個 PN 結(jié)可以按分段式封裝成半導(dǎo)體數(shù)碼管。有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種。為了便于實時顯示，本設(shè)計采用動態(tài)顯示。第 4 章 軟件設(shè)計4.1 PID 算法數(shù)字 PID 控制是在實驗研究和生產(chǎn)過程中采用最普遍的一種控制方法，在液位控制系統(tǒng)中也有著極其重要的控制作用。本章主要介紹 PID 控制的基本原理，液位控制系統(tǒng)中用到的數(shù)字 PID 控制算法及其具體應(yīng)用。一般，在控制系統(tǒng)中，控制器最常用的控制規(guī)律是 PID 控制。常規(guī) PID 控制系統(tǒng)原理框圖如圖 4.1 所示。系統(tǒng)由模擬 PID 控制器和被控

15、對象組成。積分比例微分被控對象u(t)e(t)r(t) c(t)圖 4.1 PID 控制系統(tǒng)原理框圖PID 控制器是一種線性控制器，它是根據(jù)給定值 r(t)與實際輸出值 c(t)構(gòu)成控制偏差 e(t)=r(t)-c(t) (4-1)將偏差的比例（P） 、積分（I）和微分（D）通過線性組合可以構(gòu)成控制量，對被控對象進行控制，故稱 PID 控制器。它的控制規(guī)律為 (4-2)0( )1( )( )( )tDPIT de tu tKe te t dtTdt寫成傳遞函數(shù)形式為 (4-3)( )1( )(1)( )PDIU sG sKT sE sT s式中 比例系數(shù)；PK 積分時間常數(shù)；IT 微分時間常數(shù)

16、；DT從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來考慮，PID 控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下：1、比例環(huán)節(jié) 用于加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，PK系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高，但易產(chǎn)生超調(diào)，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。取值過小，則會PK降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度緩慢，從而延長調(diào)節(jié)時間，使系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性變壞。2、積分環(huán)節(jié) 主要用來消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。越小，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差消除越快，但過小，ITIT在響應(yīng)過程的初期會產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應(yīng)過程的較大超調(diào)。若過大，IT將使系統(tǒng)靜態(tài)誤差難以消除，影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。3、微分環(huán)節(jié) 能改善系統(tǒng)的動態(tài)特性，其作用主要是在響應(yīng)

17、過程中抑制偏差向任何方向的變化，對偏差變化進行提前預(yù)報。但過大，會使響應(yīng)過程提前制動，從而延長調(diào)節(jié)DT時間，而且會降低系統(tǒng)的抗干擾性能。4.2 位置式 PID 控制系統(tǒng) 由于計算機控制是一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時刻的偏差值計算控制量，因此式（4-2）中的積分和微分項不能直接使用，需要進行離散化處理。按模擬 PID控制算法的算式（3-2） ，現(xiàn)以一系列的采樣時刻點 kT 代表連續(xù)時間 t，以和式代替積分，以增量代替微分，則可作如下近似變換： （4-4）000(0,1,2,)( )()( )( )()(1) ( )(1)kktjjtkT ke t dtTe jTTe jde te kTe kT

18、e ke kdtTT式中 T采樣周期。 顯然，上述離散化過程中，采用周期 T 必須足夠短，才能保證有足夠的精度。為書寫方便，將 e(kT)簡化表示成 e(k)等，即省去將式（4-4）代入式（4-2） ，可OT得離散的 PID 表達式為 （4-5）0( )( )( )( )(1)kDPjITTu kKe ke je ke kTT或 （4-6）0( )( )( )( )(1)kPIDju kK e kKe jKe ke k式中 k采樣序號，；0,1,2,k u(k)第 k 次采樣時刻的計算機輸出值；e(k)第 k 次采樣時刻輸入的偏差值；e(k-1)第(k-1)次采樣時刻輸入的偏差值； 積分系數(shù)，

19、；IK/IPIKK T T微分系數(shù)，；DK/DPDKK TT由 z 變換的性質(zhì)1 (1)( )z e kz E z10( )( )(1)kjE zze jz式（4-6）的 z 變換式為 （4-7）11( )( )( ) ( )( )1PIDE zU zK E zKKE zz E zz由式（4-7）便可得到數(shù)字 PID 控制器的 z 傳遞函數(shù)為 （4-8）11( )( )(1)( )1IPDKU zG zKKzE zz或者 （4-9）11 211( )(1)(1) 1PIDG zKzKKzz數(shù)字 PID 控制器如圖 4.2 所示。圖 4.2 數(shù)字 PID 控制器的結(jié)構(gòu)圖由于計算機輸出的 u(k)

20、直接去控制執(zhí)行機構(gòu)（如出水閥門） ，u(k)的值和執(zhí)行機構(gòu)的位置（如閥門開度）是一一對應(yīng)的，所以通常稱式（4-5）或式（4-6）為位置式 PID 控制算法。PK1/(1)IKz1(1)DKzU(z)u(k)E(z)e(k) 圖 4.3 位置式 PID 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖這種算法的缺點是，由于全量輸出，所以每次輸出均與過去的狀態(tài)有關(guān)，計算時要對 e(k)進行累加，計算機運算工作量大。而且，因為計算機輸出的 u(k)對應(yīng)的是執(zhí)行機構(gòu)的實際位置，如計算機出現(xiàn)故障，u(k)的大幅度變化，會引起執(zhí)行機構(gòu)位置的大幅度變化，這種情況往往是生產(chǎn)實踐中不允許的，在某些場合，還可能造成重大的生產(chǎn)事故，因而產(chǎn)生了增量式

21、 PID 控制的控制算法。所謂增量式 PID 是指數(shù)字控制器的輸出只是控制量的增量 u(k)。4.3 增量型 PID 控制算法當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)需要的是控制量的增量（例如驅(qū)動步進電動機）時，可由式（4-6）導(dǎo)出提供增量的 PID 控制算式。根據(jù)遞推原理可得 （4-10.）10(1)(1)( ) (1)(2)kpIDju kK e kKe jKe ke k用式（4-6）減式（4-10） ，可得( ) ( )(1)( )PIu kKe ke kK e k ( )2 (1)(2)DKe ke ke k （4-11）( )( )( )(1)PIDKe kK e kKe ke k式中 ( )( )(1)e ke

22、 ke k圖 4.4 增量型 PID 控制系統(tǒng)框圖式（4-11）稱為增量式 PID 控制算法。圖 4.4 給出了增量式 PID 控制系統(tǒng)示意圖。PID 位置算法D/A執(zhí)行機構(gòu)被控對象A/Dr(k) +u(k)e(k)r(k) +D/Au(k)PID 增量算法A/D執(zhí)行機構(gòu)被控對象u(t)u(t)可以將式（4-11）進一步改寫為 （4-12）( )( )(1)(2)u kAe kBe kCe k式中 、(1)DPITTAKTT(12)DPTBKT/PDCK TT它們都是與采樣周期、比例系數(shù)、積分時間常數(shù)、微分時間常數(shù)有關(guān)的系數(shù)。可以看出，由于一般計算機控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期 T，一旦確定了、

23、PK、，只要使用前后 3 次測量值的偏差，即可由式（4-11）或式（4-12）求出控IKDK制增量。采用增量式算法時，計算機輸出的控制增量 u(k)對應(yīng)的是本次執(zhí)行機構(gòu)位置（例如閥門開度）的增量。對應(yīng)閥門實際位置的控制量，即控制量增量的積累需采用一定的方法來解決，例如用有積累作用的元件來實現(xiàn)；目前0( )( )kju ku j較多的是利用算式通過執(zhí)行軟件來完成。( )(1)( )u ku ku k由圖 4.3、圖 4.4 可以看出，就整個系統(tǒng)而言，位置式與增量式控制算法并無本質(zhì)區(qū)別，或者仍然全部由計算機承擔(dān)其計算，或者一部分由其它部件去完成。增量式控制雖然只是算法上作了一點改進，卻帶來了不少優(yōu)

24、點：（1）由于計算機輸出增量，所以誤動作時影響小，必要時可用邏輯判斷的方法去掉。（2）手動/自動切換時沖擊小，便于實現(xiàn)無擾動切換。此外，當(dāng)計算機發(fā)生故障時，由于輸出通道或執(zhí)行裝置具有信號的鎖存作用，故能仍然保持原值。（3）算式中不需要累加?？刂圃隽?u(k)的確定僅與最近 k 次的采樣值有關(guān)，所以較容易通過加權(quán)處理而獲得比較好的控制效果。 但增量式控制也有其不足之處：積分截斷效應(yīng)大，有靜態(tài)誤差；溢出的影響大。因此，在選擇時不可一概而論，一般認為在以晶閘管作為執(zhí)行器或在控制精度要求高的系統(tǒng)中，可采用位置控制算法，而在以步進電動機或電動閥門作為執(zhí)行器的系統(tǒng)中，則可采用增量控制算法。被控對象離線計算

25、，置0q1q2q120e ke k將 A/D 結(jié)果賦給 y k求 e kr ky k計算控制增量 u kD/A21e ke k 1e ke kA/D將輸出給 D/A u k采樣時刻到否？否到圖 4.5PID 增量型控制算法流程圖4.4 PID 計算因為單容水箱液位控制系統(tǒng)傳函是一階慣性環(huán)節(jié)。應(yīng)用 MATLAB 仿真，直接調(diào)試，調(diào)節(jié)和，pkikdk4.5 主程序控制流程出水閥保持原開度系統(tǒng)初始化讀取水箱液位液位值送顯示顯示值等于設(shè)定值？A/D 轉(zhuǎn)換按鍵掃描有設(shè)定值？鍵盤鍵入控制出水閥開度比例讀輸入值偏差計算 PIDNY系統(tǒng)上電圖 4.6主程序流程圖4.6 顯示部分該函數(shù)主要為各顯示函數(shù)調(diào)用。其工

26、作流程為先向 LCD 發(fā)送控制命令，再傳送待顯數(shù)據(jù)，最后刷新屏幕。其流程圖如圖 4.7 所示。入口發(fā)送命令延時發(fā)送數(shù)據(jù)延時顯示返回圖 4.7 LCD 顯示函數(shù)流程圖4.7 程序部分Private Sub pid loop()dfilter = 10 數(shù)字濾波器 inputd = pv + (inputlast - pv) * (kd / 60)inputlast = pvinputdf = inputdf + (inputd - inputdf) * dfilter / 60output = (sp - inputdf) * (kp / 100) + feedbackIf output 100

27、 Then 出水閥開度取值范圍是 0-100% output = 100End IfIf output 0 Thenoutput = 0End IfHScroll2.Value = 100 - output 自動模式下調(diào)節(jié)出水閥開度Text6.Text = HScroll2.Value 顯示出水閥門開度值feedback = feedback - (feedback - output) * ki / 60End Sub第 5 章 系統(tǒng)測試與分析/實驗數(shù)據(jù)及分析5.1 MATLAB 程序圖 5.1 一節(jié)慣性環(huán)節(jié) MATLAB 程序圖5.2 MATLAB 成象曲線圖 5.2 一階慣性環(huán)節(jié) MATL

28、AB 程序圖由圖得=1 和=0.5，=1.3pkikdk第 6 章 課程設(shè)計總結(jié)在該系統(tǒng)的構(gòu)想之初有不少困惑。主要是關(guān)于 PID 算法不知道如何應(yīng)用到設(shè)計中。這次課設(shè)還要求有計算機仿真，一涉及到各門學(xué)科相聯(lián)系應(yīng)用于實踐的設(shè)計，心里就開始發(fā)怵。因為在學(xué)習(xí)上都是單純的學(xué)習(xí)某一門知識，知道怎么解題，如何理解題目的思路，對解題的用途投注了太少的注意力，以至于很多知識可能理解，會用，但是卻不知道怎么把它用到設(shè)計里去。又或者是一些選修課，本來上課講的內(nèi)容就少，還一知半解，到用著的時候只能干瞪眼，或者重新去學(xué)了。課程設(shè)計深刻的結(jié)合了所學(xué)綜合了各門學(xué)科，像單片機，計算機控制，protel，MATLAB 等，都

29、需要我們在平時去關(guān)注去學(xué)習(xí)運用的。以前不是特別明白的地方也通過實踐弄懂了?？偟膩碚f，這次課程設(shè)計使我 感受到了理論與實踐相結(jié)合的目的及其重要意義，不但使我對所掌握的知識有了更深刻的認識，還提高了我的動手查閱資料的能力而且還鍛煉了自己的獨立思考能力。設(shè)計思路是最重要的，只要你的設(shè)計思路是成功的，那你的設(shè)計已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細的資料，這對于我掌握，理解學(xué)習(xí)過的知識有很大的幫助，對于思維 、邏輯及其理論知識的運用等多方面有了更加進一步的掌握。遇到不懂的地方就要問，老師都會熱情的幫助我們，不要怕問題簡單幼稚，怕下不來面子，要知道誰都是從不懂到懂的，才能對自己有所助益，進步才能更加迅速。在這里我也感謝所有給予我關(guān)心幫助的老師和同學(xué)，希望以后有更多的機會來鍛煉自己的綜合素質(zhì)，為以后的學(xué)習(xí)、生活打下良好的基礎(chǔ)，在這次課設(shè)中也暴露了自己的一些缺點，基礎(chǔ)知識不夠扎實，我會在以后的日子里加以改正，來提高自己綜合能力。參考文獻1 喻其炳. 工程中液位控制的三種常見方式. 渝州大學(xué)學(xué)報,2002，19（4）：91-932 陶永