，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。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容作用特定语言把控制任务描述出来。常用的语言有梯形图指令表顺序功能图和功能块图等。梯形图大致沿用电气控制图的形式，采用的符号也大致相同。如图所示，梯形图两侧的平行数线为母线，其间由许多触点和编程线圈组成的逻辑行。图梯形图指令表类似于计算机汇编语言的形式，用指令的助记符来编程。它的运行原理是通过编程器按照指令表的指令顺序写入并直接运行，它的优点是指令助记符易懂，而且也很简单，因此应用很广泛。如图所示顺序功能图主要用于顺序控制类的程序设计，它有五个基本要素，分别为步动作转换条件有向连线和转换。它的编程方法是将复杂的控制过程分步进行，整体构成控制程序。如图所示有转换条件向连线转换条件转换条件图指令表图图顺序功能图的编程方法主要有经验法，解析法，图解法，技巧法和计算机辅助设计。经验法是根据自己经验或者借鉴他人的成功经验进行设计。可以是自己经历过的类似案例，对它进行修改，最终达到控制系统的要求。的解析法实际上就是逻辑问题的综合，按照逻辑组合或者时序逻辑理论，运用相应的解析法，进行逻辑关系求解，并编制梯形图或指令。控制十字路口交通灯设计要求本文选取十字路口作为研究的对象，并建立模拟模型。选用系列进行本次设计,在设计中根据交通拥挤情况的不同，将交通信号分为正常时段高峰时段夜间三个不同工作方式进行设计。本文使用编制控制程序，在正常时段红灯亮秒，绿灯亮秒闪烁秒，黄灯亮秒在高峰时段红灯亮秒，绿灯亮秒闪烁秒，黄灯亮秒夜间只黄灯亮，黄灯闪烁按亮秒，暗秒的规律反复循环。另外设置个急停按钮，以便应急使用。系统工作受开关控制，起动开关则系统工作起动开关则系统停止工作。控制对象有个东西方向红灯两个南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个南北方向绿灯两个。初始步步步步步交通灯信号高峰时段正常时段晚上时段红灯亮亮黄灯闪亮按亮，暗的规律反复循环。绿灯亮闪烁亮闪烁黄灯亮亮图交通灯信号的控制规律本章小结本章主要讲述了的定义与发展史，以及的简介，包括它的应用领域软硬件系统工作原理等等。本章也对常见的交通信号灯进行了研究，从最基本的组成到控制模式，对于选题的控制方法也是提出了自己的设计方案，讲述的是十字路口的交通信号灯设计，因此采用较为简单的逻辑控制，东西南北方向分时设计，由于数据只供模拟使用，与实际数据还有定的差距。同时也是为了自己方便调试，并可以在学校实验室验证结论。第三章交通信号灯系统设计机型的选择在可编程逻辑控制器系统设计时，首先应确定控制方案，下步工作就是可编程逻辑控制器工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应是集成的标准的，按照易于与工业控制系统形成个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有投运业绩成熟可靠的系统，可编程逻辑控制器的系统硬件软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析，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