自控原理课程设计水位控制系统

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1、自动控制原理课程设计任务书一、设计题目水位控制系统二、设计任务选取一种水位控制系统进行研究，做出传递函数，微分方程，仿真。三、设计计划电子技术课程设计共1周。第1～2天：选题，查资料；第3～4天：写课程设计；第5～6天：修改设计；第7天：编写整理设计说明书。四、设计要求1利用所学的自动控制原理进行设计。2要有传递函数，微分方程，校正与仿真。3不可重复。指导教师：吕振闫馨教研室主任：吕振时间：2007年12月30日第13页共13页自动控制原理摘要本文介绍了基本的水位控制系统，列举了机电控制式水位控制、全机械结构的水位控制方式、古老的水位控制以及最简

2、单的自动水位控制装置。在水位控制系统中，水槽是常见的水位控制系统的被控对象。所以又主要针对了双容水槽的数学模型进行了基本参数设定及求其传递函数，微分方程，校正与仿真。关键词：双容水槽，水位控制。第13页共13页自动控制原理目录引言…………………………………………………………1一、水位控制系统…………………………………………21、机电控制式水位控制……………………………………22、全机械结构的水位控制方式……………………………33、最简单的自动水位控制装置……………………………4二、双容水槽………………………………………………5三、双容水槽系统校正

3、与仿真……………………………7结论…………………………………………………………8心得与体会…………………………………………………9参考文献……………………………………………………10第13页共13页自动控制原理引言自动控制学科有自动控制技术和自动控制理论两部分组成。近几十年来，自动控制技术迅猛发展，在工农业生产，交通运输，国防建设和航空，航天事业等领域中获得广泛的应用。随着生产和科学技术的发展，自动控制技术至今已渗透到各种科学领域，成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素。　　比如在生活方面的温度调节、湿度调节、自动洗衣机、自动售货机、自动电

4、梯、空气调节器、电冰箱、自动路灯、自动门、保安系统等。在工业方面主要分为两大类：一类是气体、液体、粉体、石油化工制药、轻工食品、建材等行业。需要对温度、压力、物位、流量、成分等参数进行控制。另一类是对已成型材料的进一步加工或者对多种已成型材料的装配，主要控制位移、速度、角度等参数这些都需要应用自动控制学科的知识。　　控制理论一般分为经典控制理论和现代控制理论两大部分。　　经典控制理论最初称为自动调节原理，适用于较简单系统特定变量的调节。随着后期现代控制理论的出现，故改称为经典控制理论。经典控制理论以传递函数为数学工具研究单输入、单输出的自动控制系

5、统的分析和设计方法。主要研究方法有时域分析法、根轨迹法和频率特性法。　　　　现代控制理论的产生：随着科学技术的突飞猛进，特别是空间技术和各类高速飞行器的发展，使各受控对象要求高速度、高精度，而系统的结构更加复杂，要求控制理论解决动态耦合的多输入多输出、非线形以及时变系统的设计问题。此外，对控制性能的要求也在逐步提高，很多情况下要求系统的某种性能是最优的，而且对环境的变化要有一定适应能力等。这些新的要求用经典理论是无法解决的，这同时也为现代控制理论的形成创造了条件。　　　　现代控制理论本质上是时域法，是建立在状态空间基础上的，它不用传递函数，而是用

6、状态向量方程作基本工具，从而大大简化了数学表达方式，因此原则上可以分析多输入多输出、非线形以及时变系统。　　自动控制技术的应用，推动了控制理论的发展，而自动控制理论的发展，又指导了控制技术的应用，使其进一步完善，随着科学技术的发展，自动控制技术和理论已经广泛的应用于科技、冶金、石油、化工、电子、电力、航空、航海、航天、核反应堆等各个学科领域。　　近年来，控制科学的范围还扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会领域，并为个学科之间的相互渗透起了促进作用，可以毫不夸张的讲，自动控制技术和理论已经成为现代化社会的不可缺少的组成部分。自动控制技术的

7、应用不仅使生产过程自动化，从而提高了劳动生产率和产品质量，降低成本，提高经济效益，改善劳动条件，而且在人类探索新能源，发展空间技术和创造人类社会文明等方面都具有十分重要的意义。第13页共13页自动控制原理一、水位控制系统在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的液位（水位）进行自动控制。比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。虽然各种水位控制的技术要求不同，精度不同，但基本的控制原理都可以归纳为一般的反馈控制方式，如下图所示，它们的主要区别在于检测液位的方

8、式、反馈形式，以及控制器上的区别。1、机电控制式水位控制　　下图是这种控制方式的结构示意。第13页共13页自动控制原理　　漂浮在水面上的