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4.1.1 单神经元自适应PID控制的基本理论 18
4.2 单神经元自适应PID控制器的设计 21
4.2.1 单神经元自适应PID控制设计流程图 22
4.2.2 单神经元自适应PID控制程序仿真研究 22
5 系统仿真 25
5.1 Matlab / Simulink简介 25
5.2 阶跃响应性能 26
5.3 抗扰动能力 28
6 软件设计及系统调试 30
6.1 组态软件调试 30
7 总结 32
致谢 33
主要参考文献 34
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着现代科学技术的迅猛发展，工业生产的规模越来越大，结构也越来越复杂，从而使控制对象、控制器以及控制任务和目的日益复杂，而对系统的精度、响应速度和稳定性的要求越来越高。但是，当前的学术理论研究成果明显滞后于实际生产中的应用，两者相差甚远。
人们生活以及工业生产经常涉及到液位和流量的控制问题，例如饮料、食品加工，居民生活用水的供应，溶液过滤，污水处理，化工生产等多种行业的生产加工过程，都需要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量，使得蓄液池内液位保持正常水平，以保证产品的质量和生产效益。
课题研究的双容水箱液位控制系统实验装置是以水箱的液位为控制变量，来模拟实际工业控制领域中的过程控制系统，该实验装置在国内外很多高校的实验室都有配备，其价值在于可为学生的自动控制理论课程和毕业设计提供便捷的实验平台。同时，该系统也可为相关科研人员在复杂的控制系统研究方面提供实际的模拟对象。
随着计算机技术的飞速发展，新的工业控制系统正以标准的工业计算软件，硬件平台构成的集成取代传统的封闭式系统。PC机作为上位机在工业控制领域中占据了主导地位，组态软件也得到了越来越广泛的应用。在实验室的控制系统中，Windows系统下的组态软件，组态王（KINGVIEW）为控制系统提供了强大的人机界面和通讯功能，但其计算功能不强，难以实现复杂的控制算法。因此，本设计通过MATLAB语言和VB混合编程，对组态王进行二次开发，在常规PID控制基础上，结合神经元自适应控制，提高控制的准确性和稳定性。
1.2 国内外研究现状与水平
随着人们生活质量的提高和环境的变化，水已经成为人们关注的对象。不管是生活用水，还是工业用水，这都牵扯水的控制问题。将PID算法运用到液位控制系统中，不仅可以解决水箱的自动化给水问题，而且还可以合理、安全、节约使用水资源，进而使百姓安居乐业，使我国工业自动化不断地向前发展。
目前国内外的液位控制的方法有很多，控制要求不高的情况下常用的有：
1、液压式水位控制阀，其原理：当液位下降时，阀内的弹簧受力减小，进水阀芯打开，自动加水，水箱内的水位逐渐上升，阀门内所受的压力逐渐增大，当水位上升到预设的液位时弹簧所受的力与阀内所承受的压力达到平衡，阀门自动停止加水。该控制方法适用于工矿企业、民用建筑中的各种水箱、太阳能水箱的自动供水系统。并可用作常压锅炉循环供水水箱的进水控制阀。
2、浮球水位控制器，是利用浮球在液体中的上升或下降，接通球体内部的重力开关，再由浮球内部的触点开关去控制相关电器设备。浮球水位控制器分为管式浮球与缆浮球，管式浮球适合清水及粘度不大的液体，缆浮球适合污水。
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