基于MATLAB的水箱液位控制系统的设计与

郑州工业应用技术学院本科生毕业设计任务书题 目： 基于MATLAB的水箱液位控制系统的设计与 仿真 起止日期： 2015年4月6日至2015年6月26日 指导教师： 苏琦 职称： 副教授 学生姓名： 李云丽 学号： 专 业： 电气工程及其自动化 院（系）： 机电工程学院 教研室主任： 20 年 月 日审查院系负责人： 20 年 月 日批准任务书填写要求1.毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查，学院（系）领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周填好发给学生。2.任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设定的电子文档标准格式（可从教务处网站下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴。3.任务书填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及学院（系）的主管领导审批后方可重新填写。4.任务书内有关“学院（系）”“专业”等名称的填写，应写中文全称。学生的学号要写全号。5.有关年月日的填写，一律用阿拉伯数字书写。如“2012年8月16日”或“2012-08-16”。毕业设计任务课题课题名称基于MATLAB的水箱液位控制系统的设计与仿真课题性质1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）；理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）。2.文管类（ ）。3.外语类（ ）。4.艺术类（ ）。5.医学类（）课题类型1.毕业设计（ ） 2.论文（ ）课题来源科研课题（ ） 生产实际（ ） 自选题目（ ） 1.毕业设计主要内容(1) 主要内容过程控制系统是一门与生产过程联系非常密切的课程，过程控制系统的设计涉及生产工艺、测控技术、自动控制理论、智能控制和计算机技术等领域的知识，是一门综合性学科。本设计主要以水箱液位控制系统为对象，通过建立数学模型，确定对象的传递函数。利用Matlab的Simulink软件包对系统进行了仿真研究，并对仿真结果进行了深入的分析。在水箱液位控制系统中，通过建立数学模型以及实验中对实验数据的分析，分别确定了上、中、下水箱对象的传递函数。在Simulink软件包中建立了单回路、串级等控制系统的仿真模型。通过对仿真曲线的研究，分析了控制器参数对系统过渡过程的影响。本课题涵盖了Matlab软件、Simulink软件包及在其建立的单回路、串级控制系统模型、常规的PID、实际PID等知识，是Matlab系统控制技术应用的综合性课题。通过本课题的设计和调试，使学生巩固所学的理论知识，增强动手能力，提高学生的创新能力和职业能力，培养学生独立分析问题，运用所学知识解决实际问题的能力。(2) 主要技术指标干扰通道放大倍数：干扰通道放大倍数Kf越大，系统余差也越大，既控制质量越差。干扰通道时间常数：干扰通道时间常数Tf越大，个数越多，干扰对被控参数的影响越小，系统的控制质量就越高。比例系数的整定：比例系数Kp越大，系统的精度越高，但Kp过大，导致系统部稳定。积分系数的整定：积分系数Ki越大，系统的静态误差消除越快，但Ki过大，影响系统的调节精度。微分系数的整定：微分系数Kd，作用在于改善系统的动态性能。软件开发环境：Simulink。电路显示：Simulink显示电路 显示方式：动态扫描显示主要功能：水箱液位的容量及显示水箱液位的测量方式：PID控制器实现液位测量2.毕业设计要求(1)收集、整理与毕业设计有关领域的信息资料； (2)完成本毕业设计方案和结构框图的设计； (3)完成本毕业设计电路原理图设计；(4)完成本毕业设计程序流程图和源程序设计； (5)完成硬件的仿真设计；(6)完成软件和硬件系统的调试，功能指标达到技术要求；(7)程序清单和图样资料；(8)根据本课题的设计、编程、工作过程，形成符合学校规定的毕业设计书面报告。3.毕业设计主要文献,资料和参考书控制系统MATLAB计算及仿真 国防工业出版社 MATLAB程序设计与应用 高等教育出版社 MATLAB教程 北京航空航天大学出版社MATLAB7.0/Simulink6.0建模仿真开发与高级工程应用 清华大学出版社自动控制原理 科学出版社先进PID控制MATLAB仿真 电工工业出版社计算机过程控制系统 机械工业出版社 基于Matlab的控制系统仿真(湖北工学院学报) 基于Simulink仿真技术的自动控制工程实验系统(自然科学报) 水箱上的几种液位控制实验及被控对象的数学模型(北京师范大学学报) 科教视野 现代电子技术等期刊4.毕业设计进度计划第1 2周 确定设计任务和日程安排，调研和查找资料，明确设计任务要求；第3 5周 完成方案论证、总体设计和硬件设计；第6 8周 完成软件设计和程序的编写；第9 11周 调试程序，完成整个系统的设计和调试； 第1112周 结果分析整理、撰写设计报告，验收和答辩。5.毕业设计完成后应提交的资料（或