基于MATLAB的水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計與

1、鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學院本科生畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題 目： 基于MATLAB的水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計與 仿真 起止日期： 2015年4月6日至2015年6月26日 指導教師： 蘇琦 職稱： 副教授 學生姓名： 李云麗 學號： 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 院（系）： 機電工程學院 教研室主任： 20 年 月 日審查院系負責人： 20 年 月 日批準任務(wù)書填寫要求1.畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學生所在專業(yè)的負責人審查，學院（系）領(lǐng)導簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周填好發(fā)給學生。2.任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)定的電子文檔標準格式（可從

2、教務(wù)處網(wǎng)站下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼。3.任務(wù)書填寫的內(nèi)容，必須和學生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當經(jīng)過所在專業(yè)及學院（系）的主管領(lǐng)導審批后方可重新填寫。4.任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“學院（系）”“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱。學生的學號要寫全號。5.有關(guān)年月日的填寫，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2012年8月16日”或“2012-08-16”。畢業(yè)設(shè)計任務(wù)課題課題名稱基于MATLAB的水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真課題性質(zhì)1.理工類：工程設(shè)計 （ ）；工程技術(shù)實驗研究型（ ）；理論研究型（ ）；計算機軟件型（ ）；綜合型（ ）。2.文管類（ ）。3.外

3、語類（ ）。4.藝術(shù)類（ ）。5.醫(yī)學類（）課題類型1.畢業(yè)設(shè)計（ ） 2.論文（ ）課題來源科研課題（ ） 生產(chǎn)實際（ ） 自選題目（ ） 1.畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容(1) 主要內(nèi)容過程控制系統(tǒng)是一門與生產(chǎn)過程聯(lián)系非常密切的課程，過程控制系統(tǒng)的設(shè)計涉及生產(chǎn)工藝、測控技術(shù)、自動控制理論、智能控制和計算機技術(shù)等領(lǐng)域的知識，是一門綜合性學科。本設(shè)計主要以水箱液位控制系統(tǒng)為對象，通過建立數(shù)學模型，確定對象的傳遞函數(shù)。利用Matlab的Simulink軟件包對系統(tǒng)進行了仿真研究，并對仿真結(jié)果進行了深入的分析。在水箱液位控制系統(tǒng)中，通過建立數(shù)學模型以及實驗中對實驗數(shù)據(jù)的分析，分別確定了上、中、下水箱對象的傳遞

4、函數(shù)。在Simulink軟件包中建立了單回路、串級等控制系統(tǒng)的仿真模型。通過對仿真曲線的研究，分析了控制器參數(shù)對系統(tǒng)過渡過程的影響。本課題涵蓋了Matlab軟件、Simulink軟件包及在其建立的單回路、串級控制系統(tǒng)模型、常規(guī)的PID、實際PID等知識，是Matlab系統(tǒng)控制技術(shù)應(yīng)用的綜合性課題。通過本課題的設(shè)計和調(diào)試，使學生鞏固所學的理論知識，增強動手能力，提高學生的創(chuàng)新能力和職業(yè)能力，培養(yǎng)學生獨立分析問題，運用所學知識解決實際問題的能力。(2) 主要技術(shù)指標干擾通道放大倍數(shù)：干擾通道放大倍數(shù)Kf越大，系統(tǒng)余差也越大，既控制質(zhì)量越差。干擾通道時間常數(shù)：干擾通道時間常數(shù)Tf越大，個數(shù)越多，干擾

5、對被控參數(shù)的影響越小，系統(tǒng)的控制質(zhì)量就越高。比例系數(shù)的整定：比例系數(shù)Kp越大，系統(tǒng)的精度越高，但Kp過大，導致系統(tǒng)部穩(wěn)定。積分系數(shù)的整定：積分系數(shù)Ki越大，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差消除越快，但Ki過大，影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。微分系數(shù)的整定：微分系數(shù)Kd，作用在于改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。軟件開發(fā)環(huán)境：Simulink。電路顯示：Simulink顯示電路 顯示方式：動態(tài)掃描顯示主要功能：水箱液位的容量及顯示水箱液位的測量方式：PID控制器實現(xiàn)液位測量2.畢業(yè)設(shè)計要求(1)收集、整理與畢業(yè)設(shè)計有關(guān)領(lǐng)域的信息資料； (2)完成本畢業(yè)設(shè)計方案和結(jié)構(gòu)框圖的設(shè)計； (3)完成本畢業(yè)設(shè)計電路原理圖設(shè)計；(4)完成本畢業(yè)設(shè)計程

6、序流程圖和源程序設(shè)計； (5)完成硬件的仿真設(shè)計；(6)完成軟件和硬件系統(tǒng)的調(diào)試，功能指標達到技術(shù)要求；(7)程序清單和圖樣資料；(8)根據(jù)本課題的設(shè)計、編程、工作過程，形成符合學校規(guī)定的畢業(yè)設(shè)計書面報告。3.畢業(yè)設(shè)計主要文獻,資料和參考書控制系統(tǒng)MATLAB計算及仿真 國防工業(yè)出版社 MATLAB程序設(shè)計與應(yīng)用 高等教育出版社 MATLAB教程 北京航空航天大學出版社MATLAB7.0/Simulink6.0建模仿真開發(fā)與高級工程應(yīng)用 清華大學出版社自動控制原理 科學出版社先進PID控制MATLAB仿真 電工工業(yè)出版社計算機過程控制系統(tǒng) 機械工業(yè)出版社 基于Matlab的控制系統(tǒng)仿真(湖北工學院學報) 基于Simulink仿真技術(shù)的自動控制工程實驗系統(tǒng)(自然科學報) 水箱上的幾種液位控制實驗及被控對象的數(shù)學模型(北京師范大學學報) 科教視野 現(xiàn)代電子技術(shù)等期刊4.畢業(yè)設(shè)計進度計劃第1 2周 確定設(shè)計任務(wù)和日程安排，調(diào)研和查找資料，明確設(shè)計任務(wù)要求；第3 5周 完成方案論證、總體設(shè)計和硬件設(shè)計；第6 8周 完成軟件設(shè)計和程序的編寫；第9 11周 調(diào)試程序，完成整個系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試； 第1112周 結(jié)果分析整理、撰寫設(shè)計報告，驗收和答辯。5.畢業(yè)設(shè)計完成后應(yīng)提交的資料（或