水箱液位控制系统课程设计.doc

1、一、 液位控制系统的原理分析1.1水箱液位控制系统的原理框图本次课程设计对水箱液位控制系统的设计是一个简单的控制系统，所谓简单液位控制系统通常是指有一个被控对象，一个检测变松单元一个控制器和一个执行器所组成的单闭环负反馈控制系统，也成为单回路控制系统。简单控制系统有着共同的特征，他们均有四个基本环节组成，即被控对象，测量变送装置，控制器和执行器。对不同对象的简单控制系统尽管其具体装置与变量不相同，但都可以用相同的方框图表示： 图1控制系统方框图这是单回路水箱液位控制系统，单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。

2、本系统所要保持的恒定参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制水箱液位等于给定值所要求的高度。根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用工业智能仪表控制。1.2被控过程传递函数的一般形式根据被控过程动态特性的特点，典型工业过程控制所涉及及被控对象的传递函数一般具有下述几种形式1一阶惯性加纯迟延 2 二阶惯性环节加纯迟延 3 N阶惯性环节加纯迟延 上述3个公式只适用于自衡过程。对于非自衡过程，其传递函数应包含有一个积分环节，即 二、建立被控对象数学模型2.1求传递函数根据阶跃响应的实验数据如表1t/s01020406080100140h/m000.20.82.03.65.48.8t/s18

3、0250300400500600700800h/m11.814.416.518.419.219.619.820表1 阶跃响应数据使用Matlab编辑.m文件，得出阶跃响应曲线。Matlab程序如下：t = 0 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600 700 800;h = 0 0 0.2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.8 11.8 14.4 16.5 18.4 19.2 19.6 19.8 20;plot(t,h)grid onhold on得到阶跃响应曲线再取0.39和0.62处的t值如图2、图3 图2阶跃响应曲线（1）图3 阶跃响

4、应曲线（2）2.2计算传递函数并仿真由图1图2可知，在0.39和0.62处的t值分别为128.2和201.7根据=2t（0.39y(无穷)-t（0.63y(无穷） T=2t（t（0.63y(无穷）-t0.39y(无穷)）可得出K=1、=55、T=147 从而得到传递函数为 对该对象进行仿真如图4、图5：图4 原系统simulink结构图图5 阶跃响应曲线三、控制系统参数的整定及MATLAB的数字仿真3.1 选择控制方案选择PID单闭环控制，其控制原理图6如下：_图6 控制系统原理图通过调节中的PID参数使得广义对象的特性改善，减少调节时间。3.2 参数整定计算建立对象的simulink模型，仿

5、真如图7：图7 simulink模型 通过调节控制器中的PID参数，使调节时间减小，并且速度提升的前提下超调小于25%，且使稳态无差。采用等幅振荡曲线法整定计算PID参数当，,时得等幅振荡曲线如图8 图8等幅振荡曲线 此时P=0.12，I=0.01，D=25，将三个数据带入PID调节器中得到图9图9 PID整定曲线（1） 由图可知 超调量 25%,继续调节PID参数I=0.005时得到图10，由图可知超调量 25%。图10 PID整定曲线（2）四、系统调试、性能分析（1）超调量=22%（2）峰值时间：=0.7S（3）过渡过程时间=1.8S（4）余差y=1-1=0（5）第一个波峰值y1=0.22

6、（6）第二个波峰值y2=0.01（7）衰减比=y1/y2=22（8）衰减率=（y1-y2）/y1=0.95（9）振荡频率=2/p=4.8全部P、I、D的参数P=0.12，I=0.005，D=25五、设计总结 在液位系统的控制器设计中，建立了被控对象的数学模型、利用MATLAB仿真及调试实验，同时完成软件设计方面的工作。在本次毕业设计中，通过查阅大量的资料，使我的知识得以扩充，加深了对本专业的认识，这次毕业设计通过老师的指导以及自己的努力，我圆满的完成了任务，达到了设计的目的。我学会了过程控制设计的基本方法，对系统的整体分析。经过前面的大量研究工作，本课题得出了以下结论： 1 采用测试法对液位系

7、统进行模型分析，推导出了被控对象的数学模型。 2 通过MATLAB的数字仿真，确定被控对象模型的正确性。 3 采用稳定边界法对控制系统的参数进行整定。 4 通过MATLAB数字仿真，对几种PID参数整定方法进行性能分析。 通过这次设计使我明白了有些东西看上去非常简单，当自己置身其中去做时，并不容易。在毕业设计的这段时间里，我也发现了自己所应改进或是较为缺乏的部分，其一是分析问题的能力，可能是自己学习的不够扎实，实习中碰到了不少钉子，遇到问题时头脑茫然。二是解决问题的成熟度，这也许是个性使然，再加上缺少经验的累积和历练所以在处理设计中的问题时，容易慌慌张张。这次设计也让我在此体会到了书本上学习到

8、的专业知识和实际应用起来是两个完全不同的概念，所以在现阶段的学习中，我们主要是应该去学习专业理论知识，学习掌握分析问题和解决问题的能力。在以后的工作中，把理论和实际相结合，努力实现大学所学习的理论知识。所以说，这次课程设计也是对以前所学知识的一个初审。对于我以后学习，找工作也是受益匪浅。我感性回到理性的重新认识，进一步对社会的认知，对于以后工作所应把握的方向也有所启发！六、参考文献1 王琦. 计算机控制技术. 上海：华东理工大学出版社，2009.2 王银锁. 过程控制系统. 北京：石油工业出版社，20093 何离庆. 过程控制系统与装置. 重庆：重庆大学出版社，20034 方康玲. 过程控制与

9、集散控制系统. 北京：电子工业出版啥，20095 舒迪前. 预测控制系统及其应用. 北京：机械工业出版社，2009尽快搞定没告诉大家发的是垃圾石头上单女款提供商的考虑给多少攻击速度呢今天刚好是你的家公司的那个打算离开南京看他会教你说的V领开始施工 就给你说的口感还是打款给女生都交给你的麻烦 )是指根据各级各类学校任务确定的对所培养的人的特殊要求。A. 教育方针 B. 教育目的 C. 教学目标 D. 培养目标5.( )是教师最为常用的研究方法。A. 观察法 B. 访谈法 C. 实验法 D. 行动研究法6.( )是指视觉系统分辨最小物体或物体细节的能力。A. 视角 B. 视敏度 C. 视野 D.

10、明适应7.考察被试个体差异，用于衡量被试相对水平，用于以选拔为目的的测验是( )。A. 常模参照测验 B. 标准参照测验 C. 目标参照测验 D. 团体参照测验8.新课程改革中提出的课程“三维目标”是( )。 A.知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观 B.知识、情感、意志 C.面向世界、面向未来、面向现代化 D.世界观、人生观、价值观9.作为传统教育学派的代表人物，提出了教育的最高目的是道德和性格的完善的教育学者是( )。A. 杜威 B. 卢梭 C. 赫尔巴特 D. 夸美纽斯10. 在构成教育活动的基本要素中，主导性的因素是( )。A. 教育者 B. 受教育者 C. 教育措施 D. 教育内

11、容11. 马克思指出的实现人的全面发展的唯一方法是( )。A. 理论联系实际 B. 教育与社会实践相结合C. 知识分子与工农相结合 D. 教育与生产劳动相结合12. 某学生在研究事物时，容易受他人态度的影响，这位学生的认知方式很可能属于( )。A. 场依存型 B. 场独立型 C. 冲动型 D. 沉思型13. 人们对自己能否成功地从事某一行为的主观判断称为( )。 A. 自我期待感 B. 自我归因感 C. 自我预期感 D. 自我效能感二、填空题（每空1分，共15分，请把答案填在题中横线上）14. 教育是对教育专制性、等级化和特权化的否定。 15. 教育学作为一门课程在大学里讲授，最早始于德国哲学

12、家。16. 对学生是人的属性的理解包含三个基本的观点：学生是主体，学生是具有思想感情的个体，学生具有独特的创造价值。17. 感觉对比是同一感受器接受而使感受性发生变化的现象，分和。18. 自我控制主要表现为个人对自己行为的和，使之达到自我的目标。19. 教育心理学是应用心理学的一种，是的交叉学科。20. 奥苏贝尔指出，一切称之为学校情境中的成就动机，至少包括三方面的内驱力决定成分，其中被看作是学习的最重要和最稳定的动机。21. 课堂气氛作为教学过程中的软情境，通常是指课堂里某种占优势的与的综合表现。三、辨析题（本大题共3道小题，每小题5分，共15分）22. 动机强度越高，越有利于取得成功。23

13、. 智力高者，创造力必定高。24. 人类学习和学生学习之间是一般与特殊的关系。四、名词解释（本大题共5道小题，每小题2分，共10分）25. 教学26. 学校课程27. 有意注意28. 社会抑制29. 学习策略五、简答题（本大题共5道小题，每小题4分，共20分）30. 为什么说学生具有发展的可能性与可塑性？31. 促进学生学习迁移的策略有哪些？32. 简述影响社会知觉的特点。33. 简述韦纳的归因理论。34. 简述桑代克的三条主要的学习律。六、论述题（11分）35.试述小学教育的培养目标。七、教育写作题（16分）36. 先贤苏格拉底有句名言“美德即知识”，后人对此提出质疑“道德可教吗”。请以“道德是否可教”为话题进行写作。文体不限，诗歌除外。2010年特岗教师招聘考试教育理论综合知识试卷参考答案及解析一、单项选择题1.A解析 终身教育主张在每一个人需要的时刻以最好的方式提供必要的知识和技能。终身教育思想成为很多国家教育改革的指导思想。终身教育是为适应科学知识的加速增长和人的持续发展要求而逐渐形成的教育思想和教育制度。2.B解析 在大教学论中，夸美纽斯用一句话概括了他的泛智教