也可以写成其中，，。

从上述分析可知，该过程是个典型的二阶环节，其动态特性取决于自振荡频率和阻尼系数。

当时，系统特性为过阻尼特性，变化较为缓和当时，过程特性为衰减振荡，越小则衰减的越慢，而振荡频率与自振荡频率有关当时，系统特性呈等幅振荡，此时振荡频率为。

无相互影响的多容过程无相互影响图串级控制系统的阶跃响应曲线串级控制系统的仿真框图串级控制系统的阶跃响应曲线对于串级控制系统，在系统稳定运行大约后，图加幅值为设定值的二次阶跃扰动信号，系统的响应曲线如图所示，此时系统的调节时间大约为。

，图串级控制系统二次干扰作用下的响应曲线仿真框图扰动信号单独作用下的输出曲线设定值和扰动同时作用下的输出曲线对于串级控制系统，在系统稳定运行大约后，突加幅值为设定值的次阶跃扰动信号，系统的响应曲线如图所示，此时系统的调节时间大约为。

，图串级控制系统次干扰作用下的响应曲线仿真框图扰动信号单独作用下的输出曲线设定值和扰动同时作用下的输出曲线对于串级控制系统，在系统稳定运行大约后，突加幅值为设定值的次和二次阶跃扰动信号，系统的响应曲线如图所示，此时系统的调节时间大约为。

图串级控制系统次和二次干扰同时作用下的响应曲线仿真框图扰动信号单独作用下的输出曲线设定值和扰动同时作用下的输出曲线从上面的仿真曲线可以看出，串级控制系统比单回路控制系统具有更好的控制效果。

第五章总结和展望经过三个月的时间，我的论文终于完成了，回想起这三个月的艰辛，让我觉得很值得。

刚开始拿到论文时间，我对题目还不是很明白，就想通过上网查资料，希望能找到篇模样的论文，可还是没找到，就在这找资料的过程中，我明白了很多东西，我看了很多篇相关论文，从中知道了题目的意思，和论文写作思路。

我做的是多容液位控制，是以串级的双容液位控制过程来做的，在做论文的过程中用到了的系统辨识法其特点是可以清除测试数据中的偶然性误差即噪声的影响，为此就需要处理大量的测试数据，计算机是不可缺少的工具。

它所涉及的内容很丰富，已形成个专门的学科分支。

系统辨识方法不需要过程的先验知识。

阶跃响应法阶跃响应法建模是实际中常用的方法，其方法是获取系统的阶跃响应。

基本步骤是首先通过手动操作使过程共作所需测试的稳态条件下，稳定运行段时间后，快速改变过程的输入量，并用纪录仪或数据采集系统同时记录过程输入和输出的变化曲线，经过段时间后，过程进入新的稳态，试验结束得到的记录曲线就是过程的阶跃响应。

多容过程是指有多个贮蓄容量的过程，多容过程可分为有相互影响的多容过程和无相互影响的多容过程。

双容过程是最简单的多容过程，本设计以双容过程为例，分析多容过程的数学建模。

有相互影响的双容建模图的双容器之间有串联在起的管路，管路的流量不仅与容器的液位有关，也与容器的液位有关。

所以不仅容器的液位会影响容器的液位，容器的液位也会影响容器的液位，两容器相互影响。

图有相互影响的双容液位过程两容器的液位和流出量之间都为非线性关系，仿真，数学建模和控制，数学模型的建立和控制是本论文的基础，如果没有这两个部分，我就没办法去做仿真。

问题出现最多的就是仿真过程，刚开始仿真的时候，我以为建立模型然后就能达到预期的结果，没想到我参数没有调节好，以致我在仿真的这个地方用了很长时间，最后还是在老师和同学的帮助下完成的。

所有的工作做完以后就是论文的定稿了，由于我以前做的东西很散，所以整理起来不是很容易，不过最后还是整理出来了，看着我自己做出来的论文，我觉得工作已经完成了，便发给老师看初稿，结果说我内建模就是根据过程的内在机理，写出各种有关的平衡方程，例如物质平衡方程，能量平衡方程，动量平衡方程，反映流体流动传热传质化学反应等基本规律的运动方程，物性参数方程和些设备的特性方程等，从中获得所需的数学模型。

机理法建模也称为过程动态学方法，它的特点是把研究的过程视为个透明的匣子，因此建立的模型也称为白箱模型。

机理法建模的主要步骤如下根据过程的内在机理，写出各种有关的平衡方程消去中间变量，建立状态变量控制变量和输出变量之间的关系在工作点附近对方程进行增量化，建立增量化方程在共作点处进行线性化处理，简化过程特征列出状态方程和输出方程。

机理建模法的首要条件是需要过程的先验知识，并且可以比较确切地对过程加以数学描述。

用机理法建模时，有时也会出现模型中有些参数难以确定的情况，这时可用实验数据或实测工业数据来确定这些参数。

测试法测试法建模通常只用于建立输入输出模型。

它根据过程的输入和输出的实测数进行种数学运算后得到模型，主要特点是把被研究的过程视为个黑匣子，完全从外特性上描述它的动态性质，也称为黑箱模型。

复杂过程般都采用测试法建模。

测试法建模又可分为经典辨识法和系统辨识法两大类经典辨识法不考虑测试数据中偶然性误差的影响，只需对少量的测试数据进行比较简单的数学处理，计算工作量般较小。

经典辨识法包括时域法频域法和相关分析法。

采用经典辨识法，直接获得的是非参数模型，般是时间或频率为自变量的试验曲线或数据集。

用阶跃函数脉冲函数正弦波函数或随机函数作用于过程，直接得到的是阶跃响应脉冲响应频率响应相关函数或谱密度，他们都是图形或数据集。

对本类方法的对象，只需做出线性假定，并不需要事先确定模型的具体结构，因而本类方法使用范围广，工程上获得了广泛应用。

对非线性模型，可以直接作为辨识结果，即直接用阶跃响应或脉冲响应作为对象模型有时还需要将图形或数据集转化为传递函数或其他形式的参数模型。

有其中，和分别为容器容器的比例系数，与手动阀门开度有关若设容器容器相应的线性化水阻分别为何则有如此有过程的数学描述令，，经整理有得出与得关系如下对式求导，再代入式有类似方法可推出与的关系。

最后导出容器容器的过程传递函数分别为可见两个环节都是二阶的。

式容作是主控模块也称模块，它包括存储器通信接口等部分。

是的控制中枢，它由控制器和运算器组成。

其中，控制器是用来统指挥和控制工作的部件。

运算器则是进行逻辑算术等运算的部件。

它的具体作用为执行接收，存储用户程序的操作指令以扫描方式接收来自输入单元的数据和状态信息，并存入相应的数据存储区招待监控程序和用户程序。

完成数据和信息的处理，产生相应的内部控制信号，完成用户指令规定的各种操作响应外部设备编程器打印机等的请求。

存储器系统中的存储器主要用于存放系统程序用户程序和工作状态数据。

通信接口通信接口主控模块通常有个或个以上的通信接口简称通信口，用以与计算机编程器相连，实现编程调试运行监视等功能。

输入输出模块模块的控制对象是工业生产过程，它与工业生产过程的联系是通过模块实现的。

其步骤为输入模块将生产现场的信号进行电平和格式的转换，转换成标准电平的二进制信号输出模块的任务是将输出的二进制控制信息转化为生产现场所需的，能驱动各种特定设备的控制信号，以驱动各执行机构动作电源模块该模块将交流电源转换成供存储器等所需的直流电源，是整个系统的能源供给中心。

硬件系统的实施主电路设计图恒压供水主电路原理图主电路中强变频器起动控制两台电动机，需要解决变频器在两个水泵电路之间的切换和变频与工频运行之间的切换问题。

每两台电动机需要两个交流接触器，接通时，泵通过变频器运行控制接通时，泵与工频电源接通并运行。

泵的两个交流接触器分别为和。

整个控制系统的主电路设计如图所示。

确定点总数及地址分配的分配地址如表所示。

开关量输入信号为个开关量输出为个模拟量输入为个压力信号和变频器的频率信号，两个模拟量输入选择的是信号类型模拟量输出个，选择输出类型。

表地址分配表开关量输入信号开关量输出信号手动自动切换按钮泵变频输出变频变频切换开关泵工频输出起动按钮泵变频输出停止按钮泵工频输出起动按钮变频器起停输出控制停止按钮泵变频运行状态返回泵工频运行状态返回泵变频运行状态返回泵工时，则表示泵变频运行控制，输出为泵工频运行，输出为。

当时，则表示泵变频运行控制，输出为泵工频运行，输出为。

，为变频器起动和手动时的频率控制输出。

图恒压供水手动操作运行控制程序数据比较处理程序设计如图所示，对所输入的压力设定值加减个定范围的数，就获得了压力设定的上限值和下限值，分别与测量值比较，用相应的状态位控制水泵的运行，主要目的是减少水泵的起停次数，提高水泵的使用寿命。

同样变频器的输出频率也有个上限和下限的比较程序。

在这测实际水压值，比较设定水压值和实际水压值的差别，按控制规律运算后，输出控制信号至变频器，变频器则根据控制器的输入信号调节水泵电机的供电电压和频率。

水泵电机全部软起动，以先起先停为原则具有变频器频率显示和实时压力显示变频器故障远传表故障或欠压超时和水位报普指示可设定上限保护压力可设定上升和下降周期及跟踪周期可设定泵的上电工作顺序。

第章系统硬件设计系统硬件电路设计系统硬件电路设计本控制器的总体结构如图所示，分为输入主机输出三个模块也可以写成其中，，。

从上述分析可知，该过程是个典型的二阶环节，其动态特性取决于自振荡频率和阻尼系数。

当时，系统特性为过阻尼特性，变化较为缓和当时，过程特性为衰减振荡，越小则衰减的越慢，而振荡频率与自振荡频率有关当时，系统特性呈等幅振荡，此时振荡频率为。

无相互影响的多容过程无相互影响图串级控制系统的阶跃响应曲线串级控制系统的仿真框图串级控制系统的阶跃响应曲线对于串级控制系统，在系统稳定运行大约后，图加幅值为设定值的二次阶跃扰动信号，系统的响应曲线如图所示，此时系统的调节时间大约为。

，图串级控制系统二次干扰作用下的响应曲线仿真框图扰动信号单独作用下的输出曲线设定值和扰动同时作用下的输出曲线对于串级控制系统，在系统稳定运行大约后，突加幅值为设定值的次阶跃扰动信号，系统的响应曲线如图所示，此时系统的调节时间大约为。

，图串级控制系统次干扰作用下的响应曲线仿真框图扰动信号单独作用下的输出曲线设定值和扰动同时作用下的输出曲线对于串级控制系统，在系统稳定运行大约后，突加幅值为设定值的次和二次阶跃扰动信号，系统的响应曲线如图所示，此时系统的调节时间大约为。

图串级控制系统次和二次干扰同时作用下的响应曲线仿真框图扰动信号单独作用下的输出曲线设定值和扰动同时作用下的输出曲线从上面的仿真曲线可以看出，串级控制系统比单回路控制系统具有更好的控制效果。

第五章总结和展望经过三个月的时间，我的论文终于完成了，回想起这三个月的艰辛，让我觉得很值得。

刚开始拿到论文时间，我对题目还不是很明白，就想通过上网查资料，希望能找到篇模样的论文，可还是没找到，就在这找资料的过程中，我明白了很多东西，我看了很多篇相关论文，从中知道了题目的意思，和论文写作思路。

我做的是多容液位控制，是以串级的双容液位控制过程来做的，在做论文的过程中用到了的系统辨识法其特点是可以清除测试数据中的偶然性误差即噪声的影响，为此就需要处理大量的测试数据，计算机是不可缺少的工具。

它所涉及的内容很丰富，已形成个专门的学科分支。

系统辨识方法不需要过程的先验知识。

阶跃响应法阶跃响应法建模是实际中常用的方法，其方法是获取系统的阶跃响应。

基本步骤是首先通过手动操作使过程共作所需测试的稳态条件下，稳定运行段时间后，快速改变过程的输入量，并用纪录仪或数据采集系统同时记录过程输入和输出的变化曲线，经过段时间后，过程进入新的稳态，试验结束得到的记录曲线就是过程的阶跃响应。

多容过程是指有多个贮蓄容量的过程，多容过程可分为有相互影响的多容过程和无相互影响的多容过程。

双容过程是最简单的多容过程，本设计以双容过程为例，分析多容过程的数学建模。

有相互影响的双容建模图的双容器之间有串联在起的管路，管路的流量不仅与容器的液位有关，也与容器的液位有关。

所以不仅容器的液位会影响容器的液位，容器的液位也会影响容器的液位，两容器相互影响。

图有相互影响的双容液位过程两容器的液位和流出量之间都为非线性关系，