摘要：液位控制是研究人员研究模糊控制的科学研究平台。双容量液位控制系统具有非线性，滞后和耦合特性。它可以很好地模拟工业过程特征。对于液位控制系统，传统的PID控制使用固定参数。自适应系统参数的变化和操作条件的变化难以保证。模糊控制具有参数不敏感，鲁棒性强的特点。在将模糊控制与传统PID控制相结合的情况下，使用模糊控制理论来调整PID控制器，积分和差分系统的比例。能更好地适应控制系统参数和工作变化的变化。

本文选择使用浙大中控CS4000过程控制实验装置，基于SUPCON JX-300X控制平台，借助C3000控制仪，利用实验测定法完成双容水箱液位数学建模。本文进行PID参数整定，并完成双容水箱液位PID控制器设计、仿真及系统调试。而后利用MATLAB中SIMULINK进行了双容水箱液位的模糊PID控制器设计、仿真及调试，并对两种控制算法仿真效果进行比较，最后，通过DCS系统平台实现了双容水箱液位系统的组态和调试，并得出了结论。

  关键词：双容水箱液位，MATLAB软件，PID参数整定，DCS系统

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪  论-1

1.1 引言-1

1.2 国内外研究现状-2

1.3 本文的研究目标和内容-3

第二章 双容水箱液位系统的建模-4

2.1 CS4000过程控制实验装置组成-4

2.2 双容水箱液位系统的建模-5

2.2.1 数据测量-5

2.2.2 系统建模-7

第三章 常规PID控制器设计与仿真-8

3.1 PID控制基本原理-9

3.2 PID参数整定方法-10

3.3液位控制系统PID控制设计与仿真-11

第四章 双容水箱液位系统的模糊算法设计与仿真-13

4.1 模糊控制器的设计-13

4.1.1 模糊控制器的特点-13

4.1.2 模糊控制器设计-14

4.2 双容水箱液位模糊控制仿真-20

4.3 仿真结果分析-23

第五章 双容水箱液位系统的DCS控制算法设计与实现-26

5.1 DCS硬件设计-26

5.2 DCS软件设计-27

5.2.1 系统组态-27

5.2.2 通讯设计-32

5.3 系统调试-33

5.4 远程监控-35

5.4.1 监控画面设计-35

5.4.2 远程监控仿真调试-36

第六章 总结与展望-39

参考文献-40

致    谢-41