摘要：现代工业生产过程中,存在大量的控制对象滞后现象,如化工、加热过程,等滞后的存在,系统的控制是非常糟糕的,严重时甚至会破坏系统的稳定性。在控制盘管的出口温度时,关键是要解决滞后的问题。采用串级PID控制的方法，进行研究与仿真，针对该系统选用可行的控制方案，通过MATLAB/Simulink完成参数整定和控制系统的研究。最后在TJ-2高级实验装置完成系统的设计，计算，实验结论表明在对于克服扰动方面，有更好的表现，达到了较满意的控制品质。62012

毕业论文关键词: PID控制;串级控制；MATLAB仿真

Water tank control system based on decoupling algorithm

Abstract：Modern industrial production process, there are a large number of hysteresis control objects, such as chemical industry, heating process, such as the existence of the lag, the system control is very bad, serious when even will damage the stability of the system. In control the outlet temperature of electric heating boiler, the key is to solve the problem of lag. Cascade PID control method is adopted, the research and simulation, to choose feasible control scheme, the system parameter setting and control system by MATLAB/Simulink to complete research. Finally advanced experimental facilities in THSA - 1 complete system design, calculation and the experimental results indicate that in terms of to overcome disturbance, perform better, achieve a satisfactory control quality.

Key words：PID control；Cascade control；MATLAB simulation

目录

1.绪论1

1.1课题意义与研究背景1

1.2过程控制的发展概况与未来趋势2

  1.3论文的主要研究内容4

2.盘管滞后控制系统设计以及仿真5

2.1MATLAB\Simulink简介5

2.2盘管滞后控制系统9

    2.2.1控制系统设计9

2.2.2仿真调试12

3.盘管滞后控制系统设计与参数整定13

3.1 控制系统设计13

3.2 参数整定及实验结果16

4.结束语20

致谢22

参考文献23 

1.绪论

1.1 课题意义与研究背景

  随着科学技术的发展,工业生产过程中的自动控制已经成为一门重要的内容，在日常生活及工业控制方面得到了广泛的应用，然而在设计控制系统时并不简单，首先要对系统要求进行分析并且建模，通过对水位、温度控制的设计，制作、了解信息采集测试、校准、控制及通信的全过程，提高在电子工程设计和实际操作方面的运用能力。

培养研发能力，通过对工业生产的控制设计，掌握在给定条件和要求的情况下，如何达到经济实用的方法，巧妙合理地去设计工程系统中的某一部分程序，并将其运动到实际工业体系中。

  针对要求做的模型,做相应的分析,继而设计相应的控制系统,最后对系统的稳定性等各项性能进行分析。

  现代工业生产过程中,控制对象的纯滞后现象普遍存在,如化工、加热过程,等。与纯滞后过程,指的是:τ纯时间滞后的对象比Tm的惯性时间常数τ/ Tm过程[1]0.5或更高版本。时滞的存在,系统的控制是不好的,严重时系统的稳定性,甚至毁灭。

  很长一段时间,温度控制系统一直是困难的工业过程控制系统。具有时变、大扰动、纯滞后,难以建立精确的数学模型。工程中常见的控制算法,该算法与传统的PID算法,串级控制,史密斯算法,预测控制和智能控制等方法[2]。

  PID控制成比例、积分和微分控制,其结构简单,实用,易于调整参数,积累了丰富的经验在长期使用,通常用于工业生产领域。对于大滞后过程控制问题,与常规PID控制器来控制对象,过冲和振荡是强大的,带来稳定时间长,难以获得良好的控制性能。