东北大学自动化课程设计优秀论文.doc

东北大学自动控制系统课程设计报告蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃薁肆芀荿薀腿蒆蚈蕿袈艿薄蚈羀蒄蒀蚈肃芇莆蚇膅肀螅蚆羅莅蚁蚅肇膈薇蚄腿莃蒃蚃衿膆荿蚂羁莂蚇螂肄膅薃螁膆莀葿螀袆膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀蒇薆螆羂艿蒂螆肅蒅莈袅膇芈蚆袄袆肁薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿袀肅莃薅衿膈膅蒁羈袇莁莇羇羀膄蚆羆肂荿蚂羅芄膂薇羄羄蒇蒃蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈膄蒁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈蚅螄肄膀蒇蚀肄节蚃薆肃莅蒆羄肂膄芈袀肁芇薄螆肀荿莇蚂聿聿薂薈肈膁莅袇膈芃薁螃膇莆莃虿膆肅蕿薅膅芈莂羃膄莀蚇衿膃蒂蒀螅膂膂蚅蚁蝿芄蒈薇螈莆蚄袆袇肆蒇螂袆膈蚂蚈袆莁蒅蚄袅蒃莈羃袄膃薃衿袃芅莆螅袂莇薁蚁袁肇莄薇羀腿薀袅羀节莃螁罿蒄薈螇羈 摘要 本文阐述了pid水位控制系统的工作原理及smith预估控制的原理和设计方法，并详细介绍了当今smith预估控制的改进研究。针对单回路smith预估控制水箱液位的设计，从软硬件两方面介绍其实现方法，同时通过simulink做出了仿真与模拟；在西门子s7300上利用plc与step7编程设计完成了单回路的水位控制。本文首先介绍了smith预估控制的意义所在，然后分析其前景，通过介绍基于模糊控制的smith预估器的改进、基于改进smith预估器的一阶时滞系统和改进的自适应smith预估控制系统向读者展现了smith控制系统的应用领域。其次，介绍了控制对象，建立了了数学模型，通过simulink设计出smith预估控制器，介绍了smith的参数整定分析。通过仿真模拟在排除实验设备的误差干扰下，实现了smith预估的控制。最后结合实验设备和界面，搭建线路图，进行实验检验，进一步结合实际整定参数。验证后，证明设计的控制系统可以达到预期目的。关键词：pid 、smith预估控制、simulink仿真、水位控制、参数整定目录摘要- 1 -一 引言- 2-1.1 研究背景- 2 -1.2 设计任务及要求- 3 -二 理论设计- 4 -2.1 控制系统可行性分析- 4 -2.2 史密斯(smith)预估器- 7 -2.3 对象建模- 10 -2.4 单回路水位pid控制- 15-2.5 单回路水位smith预估控制- 20 -2.6 仿真结果分析- 24 -三 基于plc单容水箱smith预估控制设计- 24 -3.1 实验设备介绍- 24 -3.2 单容水箱液位smith预估控制系统组成结构- 26 -3.3 单容水箱smith预估软件流程- 28 -3.4 单容水箱smith预估接线图- 31 -四 硬件连接及调试- 32 -4.1 设备- 32 -4.2 step 7 硬件组态- 33 -4.3 wincc参数设置- 34 - 五 总结- 37 -六 体会与心得- 37 -七 参考文献- 39 -一 引言1.1研究背景在实际生产过程控制系统中，由于物料的传递控制系统等使得系统中的被控制量往往存在延时，如在石油、制药、化工、造纸等行业的过程控制中存在许多具有纯滞后特性的被控对象，即当输入变量改变后，系统输出并不立即改变，而要经过一段时间后才反映出来，这段时间即为纯滞后时间。纯滞后占整个动态过程的时间越长，控制的难度越大。在这些过程中，由于纯延迟的存在，使被控量不能及时反映系统所承受的扰动，只有在延迟t以后才能反映到被调量，控制器产生的控制作用也不能立即对干扰产生抑制作用，必然会使系统产生较明显的超调量和持续的振荡。 物料传递是生产过程和科学实验中普遍存在且十分重要的物理参数。在工业生产过程中，为了高效的进行生产，必须对生产工艺过程中的主要参数如流量、液位、压力、温度等进行有效的控制。其中液位控制在化工生产过程中有比较大的比例。由于液位控制具有工况复杂，控制滞后等特点，其对控制调节器要求极高。准确的测量和精确的液位控制是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件。在工业的控制和生产中，为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度，采用计算机控制是一种重要途径。它的作用主要是改善劳动条件，节约能源，防止生产和设备事故，以获得好的技术指标和经济效益。 液位调节系统含有大滞后环节的闭环控制系统一般会存在较大的超调量和较长的调节时间。水泵及进水管道还具有大惯性、非线性、参数时变的特点。水箱的水位上升是依靠变频电机驱动水泵的供水，水位下降则依靠排水阀出水，很难用数学方法建立精确的模型，应用传统的控制理论和方法难以达到理想的控制效果。解决工业控制对象的大时滞、参数时变、非线性给控制带来的不利影响，达到较好的控制效果，对于保证安全生产，实现工业过程的连续化、高效率、低消耗，提高产品质量与经济效益等起着举足轻重的作用。1.2设计任务与要求在工业过程控制中，由于物料的传输存在延迟，使得被控对象具有滞后性质，对象的这种滞后性质对控制提出了严峻的挑战。解决纯滞后问题的方法很多，最简单的方法就是常规pid控制器的参数进行反复仔细的整定，但是这种方法只适用于控制要求不太苛刻的情况下。而smith预估控制策略是由美国学者oj smith题出的，它是针对纯滞后问题的有效控制方法，本次设计主要是来采用smith预估控制策略来一定程度地解决水位滞后问题。其中重点研究cs4000过程控制系统实验装置中水箱液位控制的结构与控制特点，对水箱液位控制系统进行建模分析，深入理解smith预估控制系统的设计原理方法，并应用wincc组态软件、可编程控制器s7 300对cs4000过程控制系统中对水箱液位进行控制。并在此基础上进行有意义的创新，提出更好的更实用的方法。 如图2.1单容水箱液位控制系统结构组成，水箱4的水位为控制目标。 图2.1单容水箱液位控制系统结构以下是我理解的本次课程设计的要求：独立完成系统的原理设计，说明系统实现的功能，应达到技术指标，进行方案论证，确定设计方案，对水箱液位控制系统进行simulink仿真并设计出控制系统，能够自动控制水箱液位，并达到所需精度。二 理论设计2.1控制系统可行性分析2.1.1国内外相关控制研究现状 总体上讲，时滞系统的控制算法与控制理论的发展是同步的。自上个世纪50年代以来，在时滞控制方面又出现了基于模型和无模型两大类方法。 基于模型的方法有smith预估补偿、最优控制、自适应控制、预测控制、鲁棒控制等；基于无模型的方法有模糊smith控制、模糊pid控制、神经网络控制及专家控制等。大时滞控制方法已由传统控制转向现代综合智能控制。 smith预估控制是得到广泛应用的时滞系统的控制方法。该控制方法是预先估计系统在基本扰动下的动态特性，然后对时滞进行补偿，使延迟的被调量超前反映到调节器，调节器就会提前动作，从而抵消时滞特性所造成的影响，减小超调量，提高系统稳定性，加速调节过程，提高系统快速性。从理论上分析，smith预估器可以完全消除时滞的影响，成为一种对线性、时不变和单输入单输出时滞系统的理想控制方法。但是smith预估器需要确定被控对象的精确数学模型，当预估模型和实际对象不匹配时，控制效果较差；当对象参数变化范围较大时，smith预估器将完全失效，甚至不及常规反馈控制方法；对于干扰的控制效果很差，这些问题影响了smith预估器在实际应用中的控制性能。针对smith预估器对模型误差十分敏感的特点，gikesrf和barflytm提出增益自适应补偿方法12j。该方法是在smith预估器之外增加了一个除法器、一个导前微分环节和一个乘法器。这3个环节的作用是根据模型和过程输出信号之间的比值来提供一个自动校正预估增益的信号。增益自适应补偿方法明显优于smith预估控制，具有较小的超调量和较短的调节时间。一、基于smith预估补偿与rbf神经网络的改进pid控制近2o年来，工业界关于恒温控制的难题分别是：大滞后、强耦合、时变、严重干扰以及对非线性对象的控制，这些问题始终都没有得到切实解决。针对此类现象，利用rbf神经网络强大的在线学习能力与smith预估补偿原理，提出了基于rbf神经网络与smith预估补偿的改进pid控制算法，以期能够很好地适应复杂的工业恒温控制。径向基函数(radial basis function，rbf)神经网络是由jmoody和cdarken在20世纪8o年代末提出的一种神经网络，它是具有单隐层的三层前馈网络。由于它模拟了人脑中局部调整、相互覆盖接收域(或称感受野，receptive field)的神经网络结构，因此，rbf网络是一种局部逼近网络，已证明它能以任意精度逼近任意连续函数。rbf网络是一种三层前向网络，由输入到输出的映射是非线性的，而隐层空间到输出空间的映射是线性的，从而大大加快了学习速度并避免局部极小的问题。改进的pid控制算法，其原理是利用rbf神经网络在线学习动态调整pid控制算法的比例系数愚 、积分系数k 、微分系数k。，用来适应控制系统的非线性、时变等复杂问题，同时将smith预估补偿算法结合在其中，用来解决控制系统的滞后问题，从而能够保证控制系统的良好适应性和优越性。二、基于模糊控制的smith预估器的改进研究和设计模糊推理控制系统同常规计算机控制系统的结构相同，其中模糊推理控制器由计算机完成，因此，其输入、输出部分必须有a/d,d/a转换器，完成模拟量和数字量的转换。模糊控制系统的工作原理同普通控制系统相同，但由于模糊控制器需要提供在线实时数据检测，因此，对那些具有较大滞后特性的离线检测传感装置，一般不能用于模糊控制系统中。在模糊控制系统中，模糊推理控制器是核心部件，它由计算机模拟人脑思维推理方式，采用模糊的计算方法，实现精确的控制目的。模糊推理控制器是模糊控制系统的核心，一个模糊控制系统的性能优劣，主要取决于模糊推理控制器的结构、所采用的模糊规则、合成推理算法以及模糊决策的方法等因素。虽然smith预估控制中的模糊控制器有许多优点，但它仍不能单独代替smith预估控制方案中的pid调节器。因为模糊控制器的输出是根据偏差和偏差的变化进行推理得到的，本质上属于pd控制，无法消除系统的稳态误差.而且模糊控制器的控制效果不仅与控制规则有关，还与量化因子，比例因子的选择有关，量化因子和比例因子的大小及其不同量化因子之间的相对关系，对模糊控制器的控制性能影响极大，而要得到一组合适的参数并不容易。同时，虽然模糊控制器对模型参数变化不敏感，但smith预估器的模型与对象模型相差较大时，模糊控制器也显得无能为力，若对模糊控制器和smith预估器进行改进，则能改进系统控制性能。三、一种改进的自适应smith预估控制系统本系统是一种基于smith预估控制的改进方法，它对预估模型和实际对象存在较大误差的情况下很有效。因为在工业现场，影响因素很多，使实际对象存在严重的不确定性，想要获取准确的模型几乎是不可能的。因此，研究出鲁棒性良好的改进型smith预估控制系统对于实际工业过程的控制是十分有意义的。，一般的smith预估控制系统难以在实际中得到真正的应用。但是，如果将预估模型不断调整，使之和实际对象相匹配，那么系统的控制效果就会得到明显改善。因此自适应制方案和smith预估的结合是很自然的。2.1.2.时滞系统控制方法的发展趋势工业生产的大规模化使工业过程变得更为复杂，大时滞、时变性和严重非线性对工业过程控制系统的设计提出了更高的要求，因此需要更高级、更快速、更可靠和更有效的控制方法。由于物料和能量的传输存在延时，使得被控对象具有纯滞后性质，对象的这种纯滞后性质对控制提出了严峻的挑战。实践表明，当对象的纯滞后时间t与对象的主导时间常数tm之比t/tm0.5时，采用常规的pid控制会使系统稳定性变差，甚至产生振荡。在基于参数模型的控制方法中，smith预估控制是最经典和最成熟的方法，它不仅使设定值和外部扰动输入的稳态误差为零，还可以结合很多智能控制方法形成各种改进的智能smith预估控制系统，提高控制的品质。对于时滞系统模型的不确定性和干扰的不可知性，非参数模型显得更为有效，因此智能控制开始进入时滞系统，其中模糊控制和神经网络控制可以发挥很大的作用。神经网络有学习与适应严重不确定性动态特性的能力，并且具有很强的鲁棒性和容错性，模糊控制理论具有处理不精确信息的能力，从而使模糊控制能模仿人的经验对复杂被控对象进行专家式的控制，但是对于时滞过程，如何获取有效的控制规则仍然是一难题。自适应控制方法的出现又丰富了时滞系统的控制方法，它和其他方法结合形成了各种有效实用的新方法，有很大的优越性。鲁棒控制和变结构控制针对时滞系统的控制在理论上的研究也很成功，但它们计算复杂，有时会出现找不到解的情况，因此，其应用价值在当前仍然有限。因此，时滞系统的控制不是单一的方法就可以完善解决的，工业计算机的出现与完善可以很容易地实现各种复杂且高级的控制算法，因此，针对时滞过程的特点，开发与设计出各种智能控制方法或以不同的形式结合在一起，将是解决工业时滞过程的有效途径。本次课程设计就是采用pid控制与smith预估控制相结合的复合控制算法。2.2史密斯(smith)预估器2.2.1史密斯补偿原理 在图6.14所示的单回路控制系统中，控制器的传递函数为d(s)，被控对象传递函数为gp(s)e-ts，被控对象中不包含纯滞后部分的传递函数为gp(s)，被控对象纯滞后部分的传递函数为e-ts。图2.2.1 纯滞后对象控制系统图6.14所示系统的闭环传递函数为： (2.1) 由式(2.1)可以看出，系统特征方程中含有纯滞后环节，它会降低系统的稳定性。 史密斯补偿的原理是：与控制器d(s)并接一个补偿环节，用来补偿被控对象中的纯滞后部分，这个补偿环节传递函数为gp(s)(1-e-ts)，t为纯滞后时间，补偿后的系统如图2.2所示。图2.2.2 史密斯补偿后的控制系统 由控制器d(s)和史密斯预估器组成的补偿回路称为纯滞后补偿器，其传递函数为 (2.2)根据图2.2可得史密斯预估器补偿后系统的闭环传递函数为 (2.3) 由式(2.3)可以看出，经过补偿后，纯滞后环节在闭环回路外，这样就消除了纯滞后环节对系统稳定性的影响。拉氏变换的位移定理说明e-ts仅仅将控制作用在时间座标上推移了一个时间t，而控制系统的过渡过程及其它性能指标都与对象特性为gp(s)时完全相同。2史密斯预估器的计算机实现由图2.2可以得到带有史密斯预估器的计算机控制系统结构框图，如图2.3所示。图中，h0(s)为零阶保持器，带零阶保持器的广义对象脉冲传递函数为 （2.4）g(z)为被控对象中不具有纯滞后部分的脉冲传递函数，nt/t，t是被控对象纯滞后时间，t是系统采样周期。图2.2.3史密斯补偿计算机控制系统d(z)就是要在计算机中实现的史密斯补偿器，其传递函数为 (2.5)对于控制器d(z)，可以采用如下方法确定：不考虑系统纯滞后部分，先构造一个无时间滞后的闭环系统(见图2.4)，根据闭环系统理想特性要求确定的闭环传递函数为(z)，则数字控制器d(z)为 (2.6)图2.2.4无时间滞后的闭环系统smith预估控制系统最大的优点是将滞后环节移到了闭环外，使控制品质大大提高，而smith预估控制系统的缺点是太过依赖精确的数学模型，当估计模型和实际对象有误差时，控制品质会显著恶化，甚至发散，而且对于外部干扰非常敏感，鲁棒性较差。2.2.2 smith 控制器的设计 从液位滞后smith 预估控制系统的原理可以看出，此改进型smith 预估器的参数整定主要涉及对象模型参数的获得，因此其整定的步骤如下：a 获得对象的数学模型用飞升曲线法，测得被控对象的特性曲线，然后通过分析曲线特性获得对象的数学模型。b 将模型参数作为 smith 控制器的参数c 根据实际的控制效果，调整参数，直至达到较佳的控制效果2.3 对象建模2.3.1单容水箱液位控制系统组成：1、被控对象：单容水箱如图2.3.1。 图2.3.1 含有一个入水阀，一个泄水阀，单入单出的被控对象，平衡点处可近似一阶惯性环节。尺寸：高度25cm，内径7.5cm，外径7.6cm 。2、检测装置：压力液位传感器图2.3.2是这种根据压阻效应工作的半导体压力测量元件的结构示意图，在杯状单晶硅膜片的表面上，沿一定的晶轴方向扩散着一些长条形电阻。当硅膜片上下两侧出现压差时，膜片内部产生应力，使扩散电阻的阻值发生变化。图2.3.2为了减小半导体电阻随温度变化引起的误差，在硅膜片上常扩散四个阻值相等的电阻，以便接成桥式输出电路获得温度补偿，如下图所示。平面式弹性膜片受压变形时，中心区与四周的应力方向是不同的。在膜片上用扩散法制造电阻时，将四个桥臂电阻中的两个置于受压区，这样如图接成推挽电路测量压力时，电阻温度漂移可以得到很好的补偿，而输出电压加倍。在使用几伏的电源电压时，桥路输出信号幅度可达几百毫伏。这样，后面只要用一个普通的运算放大器，便可将它转换为标准电信号输出。图2.3.3工作原理：当被测介质（液体）的压力作用于传感器时，压力传感器将压力信号转换成电信号，经归一化差分放大和输v/a电压、电流转换器，转换成与被测介质（液体）的液位压力成线性对应关系的420ma标准电流输出信号。3、执行机构 图2.3.4电动控制阀如图2.3.4电动控制阀通过改变管路的流通面积来改变控制通过的流量。其主要包括电动执行机构和体体两部分。控制阀部分主要由阀杆、阀体、阀芯、及阀座等部件组成。当阀芯在阀体内上下移动时，可改变阀芯阀座间的流通面积。图2.3.5 电动控制阀原理图电动执行机构一般采用随动系统的方案组成，如上图所示。从控制器来的信号通过伺服放大器驱动电动机，经减速器带动控制阀，同时经位置发信器将阀杆行程反馈给伺服放大器，组成位置随动系统。依靠位置负反馈，保证输入信号准确地转换为阀杆的行程。单容水箱建模：v1v2循环泵调节阀手动输入q1图2.3.6 单容水箱系统结构图设水箱的进水量为q1，出水量为q2，水箱的液面高度为h，出水阀v2固定于某一开度值。根据物料动态平衡的关系，求得： 在零初始条件下，对上式求拉氏变换，得： 式中，t为水箱的时间常数，r1，r2分别为v1，v2的阀的液阻，c为水箱的容量系数。令输入流量q1的阶跃变化量为r0，其拉氏变换式为r0为常量，则输出液位高度的拉氏变换为：即： 当t=t时，则有：当时，因而有： 一阶惯性环节的响应曲线是一单调上升的指数函数，如图2.3.7所示。阶跃响应曲线后，该曲线上升的稳定值的63%所对应的时间，就是水箱的时间常数t，该时间常数t也可以通过坐标原点对响应曲线作切线，切线与稳态值交点所对应的时间就是时间常数t，其理论依据是：0h1(t)h1()tt图 2.3.7 阶跃响应曲线单容水箱模型参数实验整定根据一阶单容水箱对象特性测试实验，固定下水阀，调整比例阀开度，使水位达到3cm左右，稳定后，突加给定，使比例阀开度增加10%，等到响应曲线稳定后，测得稳态值为13.5cm，记录好28.3%与63.2%两点对应的时刻，根据实验结果，做出一阶单容水箱实际响应曲线：h(t)h()=22th0=3t0=38:13t1=39:53t2=43:07图2.3.8一阶单容水箱实际响应曲线 计算k=6.3，所以， 故一阶单容水箱传递函数为2.4 单回路水位pid控制2.4.1 单回路水位pid控制设计拟设计闭环反馈单回路液位控制，用一个控制器来控制一个被控参数，而控制器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。本系统中的被控参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制上水箱液位等于给定值所要求的高度。 图2.4.1 单回路上水箱液位控制系统用临界比例度法整定pid控制器参数： 在只有比例控制作用下（将积分时间放到最大，微分时间放到最小），先把比例系数k放在较小值上，然后逐步增加控制器的比例系数，并且每当增加一次比例系数，待被控量回复到平衡状态后，再手动给系统施加一个5%15%的阶跃扰动，观察被控量变化的动态过程。若被控量为衰减的振荡曲线，则应继续增加比例系数，直到输出响应曲线呈现等幅振荡为止。如果响应曲线出现发散振荡，则表示比例系数控制得过大，应适当减少，使之出现等幅振荡。图2.4.2为它的实验方块图。图2.4.2 具有比例控制器的闭环系统在图2.4.3系统中，当被控量作等幅荡时，此时的比例系数k就是临界比例系数，用km表示之，此时的临界比例度为，相应的振荡周期就是临界周期tm。据此，按下表可确定pid控制器的三个参数、ti和td。图2.4.3 具有周期tm的等幅振荡表2.1 用临界比例度k整定pid控制器的参数控制器参数控制器名称比例度（1/kp）积分时间ti(s)微分时间td(s)p2pi2.20.85tmpid1.70.5tm0.13tm表格中给出的参数值是对控制器参数的一个初略设计，因为它是根据大量实验而得出的结论。若要更满意的动态过程（例如：在阶跃作用下，被调参量作4：1的衰减振荡），则要在表格给出参数的基础上，对、ti（或td）作适当调整。 根据实验测得2.4.2单回路水位pid控制计算机仿真simulink是matlab最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率