水箱液位控制系统毕业设计

8 系统的工作原理及方框图

8.1液位控制系统工作原理

经过适当的调试，使系统的参数保持在一定的数值，当控制阀门保持一定的开启度，使水箱中的进水量Q1与出水量Q2相等，从而使水位保持在希望的高度上。

当流入水量或流出水量发生变化，水箱中液位也会发生变化，通过检测装置测量值的变化，再有控制器和执行器的共同作用，使水箱水位保持在预定值。

如当液面上升时，变送器的测量值升高，比较器得出的偏差传送带控制器，控制器按照预定的控制规律，使执行器减小阀门的开启度，使进水量Q1小于出水量Q2，从而使水位下降，检测压力也随之下降，直到压力回到给定的位置。系统重新处于平衡状态，液面恢复给定的高度。

反之，若水箱的液位下降，则系统会自动增大阀门的开启度，加大进水量，使液位上升到给定的高度。

8.2 液位控制系统的方框图

方框图，是把系统各部分，包括被控对象，控制装置信号用方框表示，而各信号写在信号线上，一般以方框的左边为输入，右边为输出构成的；其实在控制里面还有结构图，与方框图的区别，可以理解成，把方框图中各方框里面的部分用传递函数表示而已！

图8-1 液位控制系统的方框图

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水 箱 液 位 控 制 系 统 毕 业 设 计

9系统性能分析与调节器参数整定

9.1性能分析

控制系统的稳态误差，是系统控制准确度的一种度量，通常称为稳态性能。 液位系统的输入信号，即主要扰动为用水量Q2的变化，取正常用水量Q2有20%的变化为输入信号。

未校正时其稳定误差，可由终值定理求出：

F?A0.362?1.1?0.20.08????0.34mmess1?K01?0.362?0.15?252.036

不满足余差要求。

过渡时间ts约为时间常数T的3——4倍：

Ts=(3——4)×18=(54——72)分钟＞ts=4分钟不满足要求，必须加入校正，整定调节器参数。

9.2调节器参数整定

调节器参数的整定：就是在一个已经调校好的控制系统中，去选择和设置合适的调节

器的比例度、积分时间和微分时间，使调节器与过程的特性相适应，来改善系统的静态和动态特性，获取最佳控制效果。如图（8-1）调节器的方框图，根据此图我们可以了解调节器的工作原理。

一阶惯性环节，只需比例调节即可 干扰作用下的闭环传递函数：

LF??(s)(s)?1?0.362/18s?1K?0.15?25?p036218s?10.362/18s?11?1.36Kp/18s?10.362/1.362K181.362Kpp?1s?1校正后时间常数：

T?''181.36Kp?126

一般ts=(3——4) T'现要求ts≤4分 取ts=4 T'

''??4必须：4 解得: p?12.51.36?1

18Kpk由稳态误差公式：

0.362?1.1?0.2ess?1?0.362?0.15?25?5mm?0.005mKp

二者取较大者：即

kp?12.5即调节器比例度：P≤0.08=8%

图9-1 DTL-321调节器方框图

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10 水箱液位系统的应用

10．1液位系统的接线图：

图10-1 液位系统接线图

10.2水箱液位系统的调试

经过我们小组的共同努力，最终终于完成了水箱液位系统的制作，在接下来的时间里，我们针对这个系统进行了性能测试，

10.3调试过程中出现的问题及其解决方案

在测试的过程中，发现水箱液位的灵敏度出现了问题。测量的准确度出现了偏差，经过研究发现，是液位计的安装位置无法确保信号的传输。

最后我们采用了新的实施方案，从根本上解决了在调试过程中出现的问题。使得水箱液位控制系统的准确度提升了一个新的高度。

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