（定稿）年生产片剂2亿片、冻干粉针剂350万支生产建设项目投资申请报告2

目前对水箱液位控制大多限于预测控制。

例如，应用种工业上易于获取的阶跃响应模型，根据其预测控制算法对有约束的水箱进行模型预测控制或者利用神经网络广义预测控制算法实现水箱的控制。

容错控制。

由于水箱能够在实验过程中模拟各种实际应用故障，所以少数实验室也研究关于故障诊断和容错控制在水箱上的应用。

解耦控制。

国内外水箱实验系统大多通过阀门相互连通，水箱存在定耦合，通过系统解耦进行控制。

建立步骤本实验选择中水箱作为被测对象也可选择下水箱。

实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门全开，将上水箱出水阀门和中水箱出水阀开至适当开度，其余阀门均关闭。

鼠标左键点击实验项目二阶水箱对象特性测试实验，系统进入正常的测试状态，呈现的实验界面如图所示。

图系统监控界面按设计好的线路图接线，确定无误后方可合上电源。

打开监控计算机，运行组态软件，打开液位串级过程控制系统实验。

先设定电动阀开度，系统达到稳态后记录液位高度及此刻对应时间。

设定电动阀开度为，系统达到稳态后记录液位高度求整理实验数据实验数据原始数据记录当电动阀开度时。

对应水位高度当电动阀开度。

对应水位高度表原始数据表数据处理阶跃输入量输入稳态值根据以上公式求的的平均值及传递函数本章小结本章主要介绍了水箱数学模型的建立原理和建立方法及步骤，并且对实验数据进行了记录和处理，得到水箱的模型的传递函数。

控制理论控制理论的发展与现状目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的个重要标志，同时，它也从种角度反映个国家的发展速度。

控制理论的发展也经历了古典控制理论现代控制理论和智能控制理论三个阶段。

智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。

自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。

个控制系统包括控制器传感器变送器执行机构输入输出接口。

控制器的输出经过输出接口执行机构，加到被控系统上控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。

不同的控制系统，其传感器变送器执行机构是不样的。

比如压力控制系统要采给出的经验公式求出调节器的参数值。

按该表算出参数值后，要把比例度放在比计算值稍大点的值上，把和放在计算值上，进行现场观察，如果比例度可以减小，再将放在计算值上。

这种方法简单，应用比较广泛。

但对很小的控制系统不适用。

反应曲线法前三种整定调节器参数的方法，都是在预先不知道控制对象特性的情况下进行的。

如果知道控制对象的特性参数，即时间常数时间迟延ξ和放大系数，则可按经验公式计算出调节器的参数。

利用这种方法整定的结果可达到衰减率的要求。

参数对系统性能的影响从系统的稳定性响应速度超调量和稳态精度等方面来考虑，的作用如下比例系数的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。

越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但易产生超调，甚至导致系统不稳定。

取值过小，则会降低调节精度，使响应速度缓慢，从而延长调节时间，使系统静态动态特性变坏。

积分作用系数的作用是，使我的论文在讨论中不断获得进展。

另外，感谢我的亲人，在他们的帮助和关怀下才得以完成学业。

最后，感谢曾经帮助过我的所有老师，衷心地感谢为评阅本论文而付出宝贵时间和辛勤劳动的老师们，参考文献胡寿松，自动控制原理，北京机械工业出版社。

施仁，自动化仪表与过程控制，北京电子工业出版社，金以慧，过程控制，北京清华大学出版社，陈在平，杜太行控制系统计算机仿真及，天津，天津大学出版社，黄中霖，控制系统计算及仿真，北京国防工业出版社，沈辉，精通系统仿真与控制，北京北京大学出版社，郭戌生，古天祥，陆玉心，张世箕，电子仪器原理，北京国防工业出版社，吴旭光，杨惠珍，王新民，计算机仿真技术第二版，北京化学工业出版社，薛毅，数学建模基础，北京工业大学出版社，几次反复，不断完善，直到检验结果获得种程度上的满意。

应用的方式自然取决于问题的性质和建模的目的，这方面的内容不再详叙。

应当指出，并不是所有建模过程都要经过这些步骤，有时各步骤之间的界限也不那么分明。

建模时不应拘泥于形式上的按部就班。

实验法实验建模原则上是把被研究对象看作为个黑箱，通过试驾不同的输入信号，研究对象的输出响应信号与输入激励信号之间的关系，估计出系统的数学模型，这种方法也可称为系统辨识方法或者黑箱方法。

显然，任何个对象都可能有多个输入变量和输出变量，当我们要研究的是与之间的关系时，就应该将施加的输入信号家在输入端上，并记录相应的的变化。

这种方法对于复杂对象更为有效，对于已知的阶或者二阶系统，通过试验方法测取其特性参数也很方便，适用。

在这里主要是用阶跃响应法，阶跃响应是指个阶跃输入加到系统上时系统的输出。

稳态误差是指系统的响应进入稳态后，系统的期望输出与实际输出之差。

控制系统的性能可以用稳准快三个字来描述。

稳是指系统的稳定性，个系统要能正常工作，首先必须是稳定的，从阶跃响应上看应该是收敛的准时指控制系统的准确性控制精度，通常用稳态误差来描述，它表示系统输出稳态值与期望值只差快是指控制系统相应的快速性，通常用上升时间来定量描述。

本文中水箱液位数学模型的建立水箱液位控制系统是个单回路控制系统，它有两个水箱相串联，控制的目的是使下水箱的液位高度等于给定值所期望的高度，具有减少或消除来自系统内部或外部扰动的影响功能。

显然，这种反馈控制系统的性能完全取决于调节器的结构和参数的合理选择。

由于水箱的数学模型是二阶的，故它的稳定性不如单容液位控制系统。

系统介绍对于阶跃输入包括阶跃扰动，这种系统用比例调节器去控制，系统有余差，且与比例度成正比，若用比例积分调节器去控制，不仅可实现无余差，而且只要调节器的参数和调节得合理，也能使系统具有良好的动态性能。

比例积分微分调节器是在调节器的基础上再引入微分的控制作用，从而使系统既无余差存在，又使其动态性能得到进步改善。

因此，我利用力控组态软件的控制策略里的传递函数模拟个阶惯性系统，然后，通过用策略里的模块进行控制，通过进行整定，由于水箱的非线性大惯性延迟特性，控制策略研究主要有以下几个方面预测控消除行口同步串行口下载口内核和外围资源正弦波产生电路的设计选用美信公司的高速同步串行转换芯片，它引脚图及其功能如图表所示。

利用的同步串口送出正弦波数据到，从而产生正弦波。

图的引脚图采用的设计，运行低功耗模式只有的电流，采用总线的简单接口，运行频率可达，两路并行输出。

在到。

之间输出稳定，具有很宽的环境输出温度范围。

引脚贴片封装，外围电路简单，比较参考电压范围在之间，位数字量精确输出转换。

它是可编程器件，通过对寄存器的写入，可将输出控制为单路输出和双路输出，是种理想的可以和等高速芯片相接合的器件。

串行通讯口设计本文设计使用了公司的器件。

下面首先介绍下芯片特点和内部结构是个性能优化的器件，通常用于基于微控制器的系统并与微控制器通过高速通用并行接口进行通信，也支持本地传输。

该器件采用模块化的方法实现个接口，允许在众多可用的微控制器中选择最合适的作为系统微控制器，允许使用现存的体系结构并使固件投资减到最小。

这种灵活性减少了开发时间风险和成本，是开发低成本且高效的外围设备解决方案的种最快途径。

完全符合规范，也能适应大多数设备类规范的设计，如成像类大容量存储类通信类打印类和人工输入设备等，因此非常适合做很多外围设备，如打印机扫描仪外部大容量存储器驱动器和数码相机等。

现在用实现的很多设备，如果用来实现可以直接降低成本。

的内部框图如图所示图内部结构框图模拟收发器集成的收发器直接通过终端电阻与电缆接口。

电压调整器片上集成的个电压调整器为模拟收发器供电，也提供连接到外部上拉电阻的输出电压。

作为选择，提供集成上拉电阻的技术。

片上集成个的倍频锁相环，允许使用的晶振，也由于使用低频晶振而减小。

的工作不需要外部器件。

位时钟恢复位时钟恢复电路用倍过采样原理从输入的数据流中恢复时钟，能跟踪规范中指出的信号抖动和频率漂移。

串行接口引擎的完全实现协议层。

考虑到速度，它是全硬件的，不需要固件微程序介入。

这个模块的功能包括同步模式识别并串转换位填充不填充校验确认地址识别以及握手鉴定。

高速设备的连接是靠把通过个的上拉电阻接到高电平来建立的，在中，这个上拉电阻是集成在芯片内的，缺省是没有连接到，这个连接是靠外部发个命令来建立的。

这使得系统微处理器可以在决定建立连接之前完成初始化。

重新初始化总线连接也可以不用拔掉电缆来完成。

是靠个引脚接发光二极管实现的。

在设备枚举时指示灯将立即闪亮当被成功枚举并配置时，指示灯将会始终亮经过的数据传输过程中，将闪闪，传输成功后熄灭在挂起期间，熄灭这种特性可以使我们知道的状态，方便电路调试。

存储器管理单元和集成和集成能缓冲工作在数据传输和微控制器之间并行接口之间的速度差异，这允许微控制器以自己的速度读写包。

并行和接口并行接口容易使用速度快并且能直接与主微控制器接口。

对于微控制器，可以看成是个有位数据总线和位地址线的存储设备。

支持多路复用和非多路复用的地址和数据总线。

在主端点端点和局部共享存储器之间也可使用直接存储器存取传输。

它支持单周期模式和块传送模式两种传输。

在本系统中制。

目前对水箱液位控制大多限于预测控制。

例如，应用种工业上易于获取的阶跃响应模型，根据其预测控制算法对有约束的水箱进行模型预测控制或者利用神经网络广义预测控制算法实现水箱的控制。

容错控制。

由于水箱能够在实验过程中模拟各种实际应用故障，所以少数实验室也研究关于故障诊断和容错控制在水箱上的应用。

解耦控制。

国内外水箱实验系统大多通过阀门相互连通，水箱存在定耦合，通过系统解耦进行控制。

建立步骤本实验选择中水箱作为被测对象也可选择下水箱。

实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门全开，将上水箱出水阀门和中水箱出水阀开至适当开度，其余阀门均关闭。

鼠标左键点击实验项目二阶水箱对象特性测试实验，系统进入正常的测试状态，呈现的实验界面如图所示。

图系统监控界面按设计好的线路图接线，确定无误后方可合上电源。

打开监控计算机，运行组态软件，打开液位串级过程控制系统实验。

先设定电动阀开度，系统达到稳态后记录液位高度及此刻对应时间。

设定电动阀开度为，系统达到稳态后记录液位高度求整理实验数据实验数据原始数据记录当电动阀开度时。

对应水位高度当电动阀开度。

对应水位高度表原始数据表数据处理阶跃输入量输入稳态值根据以上公式求的的平均值及传递函数本章小结本章主要介绍了水箱数学模型的建立原理和建立方法及步骤，并且对实验数据进行了记录和处理，得到水箱的模型的传递函数。

控制理论控制理论的发展与现状目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的个重要标志，同时，它也从种角度反映个国家的发展速度。

控制理论的发展也经历了古典控制理论现代控制理论和智能控制理论三个阶段。

智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。

自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。

个控制系统包括控制器传感器变送器执行机构输入输出接口。

控制器的输出经过输出接口执行机构，加到被控系统上控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。

不同的控制系统，其传感器变送器执行机构是不样的。

比如压力控制系统要采给出的经验公式求出调节器的参数值。

按该表算出参数值后，要把比例度放在比计算值稍大点的值上，把和放在计算值上，进行现场观察，如果比例度可以减小，再将放在计算值上。

这种方法简单，应用比较广泛。

但对很小的控制系统不适用。

反应曲线法前三种整定调节器参数的方法，都是在预先不知道控制对象特性的情况下进行的。

如果知道控制对象的特性参数，即时间常数时间迟延ξ和放大系数，则可按经验公式计算出调节器的参数。

利用这种方法整定的结果可达到衰减率的要求。

参数对系统性能的影响从系统的稳定性响应速度超调量和稳态精度等方面来考虑，的作用如下比例系数的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。

越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但易产生超调，甚至导致系统不稳定。

取值过小，则会降低调节精度，使响应速度缓慢，从而延长调节时间，使系统静态动态特性变坏。

积分作用系数的作用是