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1、电子与电气工程学院 课程设计报告课程名称自动控制原理课程设计题目液位控制系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加 以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体， 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：円期：指导教师签名：曰期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论
2、文）的印刷本和电 子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供 目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制 手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分 或全部内容。作者签名： 曰 期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，木论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完
3、全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月曰导师签名：U期：年nU注意事项1. 设计（论文）的内容拈：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键同5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2. 论文字数要
4、求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不铋拈图纸、 程序清半等），文科类论文正文字数不少于1. 2万字。3. 附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4. 文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错 別字，不准请他人代写2）工程设计类题的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所 有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程 字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单而打印，论文50页以上的双而打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5. 装订顺序1）设计（论文
5、）2）附件：按照任务书、幵题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神优中及格口不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度优良 中及格口不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力优良中及格口不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性优良中及格口不及格5、完成毕业论文（设计）期问的岀勤情况优良中及格口不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优良中及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（ti拈装订及附件）？ 优 良 中 及格 口不
6、及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优良中及格口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平优 R 中 及格 口不及格建议成绩：优良中及格不及格（在所选等级前的内画“ V”）指导教师：（签名）单位：年 月 日（盖章）评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优 R中及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 口不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 R
7、 中 及格 口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优 良 中 及格 口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平优口良中及格不及格建议成绩：优良中（在所选等级前的内画及格“ V ”）不及格评阅教师:（签名）年 月 日单位：（盖章）教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基木要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 口不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况优良中及格口不及格3、学生芥辩过程中的精神状态优良中及格口不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优良中及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）
8、任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 口不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 口不及格2、论文的观念是否宥新意？设计是否宥创意？优 良 中 及格 口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平优良中及格不及格评定成绩：优良中及格不及格教研室主任（或答辩小组组长）參（签名）年月曰教学系意见：系主任：（签名）年月 曰电气学院自动控制原理课程设计任务书设计名称：液位控制系统设计一、课程设计目的1. 学习掌握液位控制系统的设计方法和性能测试方法。2 .将学习的基本理论和实践相结合，提高我们的综合能力。3.培养实践能力、分析能力和解决实际
9、问题的能力。二、课程设计任务和基本要求设计任务：通过课程设计，对自动控制原理的基本内容有进一步的了解，特别是水 箱液位系统的设计。能把本学期学到的自动控制理论知识进行实践，操作。 在提高动手能力的同时对常用的开闭环控制有一定的了解，在系统设计方面 有感性的认识。而且在进行系统设计的时候遇到问题，通过独立的思考有利 于提高解决问题的能力。在经过课程设计后，更明白自动控制原理设计的一 般方法，以及在遇到困难怎么排除问题。基本要求：1. 所成电路能够实现基本的设计功能。2. 各路输出电压能够独立工作、相互不影响，具有有一定的负载能力，能适 应各路实验电源的需要。3. 有自平衡能力的单元原件以及无自平
10、衡能力的单元原件。4. 控制器具有正反作用。目录摘要与关键词11、系统元件的选择21.1有自平衡能力的单容元件21.2无|平衡能力的单容元件32、单容对象的参数42. 1单容的特性参数43、控制器参数的整定53. 1参数的确定53.2电动机的数学模型63.3控制系统的数学模型64、控制系统的校正64.1控制器的正反作用74.2串级控制系统75、系统稳定性的分析85.1系统的稳定性分析85.2控制系统的稳态误差96、结论与心得107、#敢献118、醐12摘要与关键词J茼要：水箱液位A动控制系统就是利用A身的水位变化进行调节和改变的系统，它0身具平衡能力， 并由屯动机带动下A动完成水位恢S的功能。
11、水箱液位是由传感器检测水位变化并达到设定值吋，水箱 自己的阀门关闭，防止溢出，当检测液位低于设定值吋，阀门打开，使液位上升，从而达到控制液位的 目的关键词：有&平衡能力；无自平衡能力；电动机：系统稳定；Abstract and KeywordsAbstract： Automatic water level control system is the use of its water level changes in regulation and changed system，with its own balance by a motor driven water level auto-comp
12、lete recovery. When the water level is detected by the sensor and the water level reaches the set value changes，own water tank valve closes to prevent overflow，when detecting the level below the set value，the valve opens，to raise the level，so as to control the level of purposeKeywords： There are sel
13、f-balancing capabilities; no self-balancing capability; motor; system stability;1、系统元件的选择1.1有自平衡能力的单容元如果被控对象在扰动作用下偏离了原来的平衡状态，在没有外部干预的情况下（指没有动控制或 人工控制参与），被控变量依靠被控对象内部的反馈机理，能发达到新的平衡状态，我们称这类对象 是有A平衡能力的被控对象，具有A平衡能力的单容对象的传递函数为：这是个一阶惯性环节。描述这类对象的参数是时间常数T图1-1足单料水箱的示意图。我们己经推导过水箱的传递函数为：唎、+ 1其中T=RC，T称为水筘的吋间常数。
14、K称为水箱的放大系数。# = &一阶系统的特性我们已经在时域 分析中进行了详细的讨论，所有结论都适用于单各对象。作为过程控制的被控对象，单祚对象的时问常 数比较人。1.2无自平衡能力的单容元件图1-2单容积分水箱图2-1也是一个单容水箱。不同的是水箱的出口侧安装了一台水泵，这样一來，水箱的流出水量就与水 位无关，而足保持不变，即流出量的变化量。在静态卜，流入水箱的流量与水泵的排水量相都为Q， 水箱的水位H保持不变。在流入景有一个增景时，静态平衡被破坏，但流出景并不变化，水箱的水位变 化。求取拉普拉斯变换，可得水箱的传递蚋数：唎=蒜=去*（*）= *这是一个积分环节。它的单位阶跃响应为：h(a)h(b)图1-2两种水箱变化的比较图1 2是水位变化的曲线。为了比较，我们把具打惯性环节特性的水箱在单位阶跃输入下的水位响应曲 线也M出
