双容水箱的水位控制系统设计开题报告

全文总字数：1421字

1. 研究目的与意义

在工业实际生产中，液位是过程控制系统的重要被控量。

双容水箱是较为典型的非线性强耦合控制对象，工业上许多被控对象的都可以抽象成双容水箱系统的数学模型。

同时，双容水箱的数学建模以及控制策略的研究对工业生产中液位控制系统的研究有指导意义，例如工业锅炉、结晶器液位控制。

2. 国内外研究现状分析

国外研究现状： 德国 amira 自动化公司研制的双容水箱系统是著名的智能实验设备之一， 在国外很多大学和实验室都已得到了广泛的应用，国内也有包括清华大学、浙江大学、吉林大学等高校引进了 amira 公司研制的双容水箱过程控制实验装置。

但是，由于德国amira 自动化公司研制的双容水箱系统价格太高，给购置这个实验设备带来很多困难。

国内研究现状： 国内也有一些厂家研制了双容水箱液位系统。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：首先使用控制算法设计一个双容水箱的水位控制系统，建立被控对象的数学模型，并采用实验建模法得出模型的传递函数，然后根据被控对象模型设计串级控制系统，采用动态仿真技术对控制系统的性能进行分析，然后通过智能仪表实现对液位进行串级pid控制，设计远程计算机过程控制系统。

之后给双容水箱添加zigbee模块，实现设备与计算机的数据互通，完成实验和结果分析。

计划：第1~3周: 阅读参考文献、撰写开题报告以及文献综述第4~7周: 对研究对象的特性进行研究，根据数学学公式推导出输入输出之间的数学关系，并且对此尝试建立数学模型。

4. 研究创新点

双容水箱作为工业过程中的一个常见的控制对象，双容水箱的相关研究都已经比较成熟，所以本次的课程设计就要跟随时代的发展的步伐。

如今，国内工业的现状仍处于工业3.0的初级阶段。

在了解了一定的关于德国工业4.0的描述之后，我思索将物联网技术与双容水箱进行结合。