三容水箱實驗系統(tǒng)的開發(fā)及控制算法的實現(xiàn).pdf

1、三容水箱是一個典型的過程控制對象模型，具有非線性、耦合及時延等特性。在控制理論教學(xué)及研究中有著重要的理論研究和實際應(yīng)用價值。近年來，國內(nèi)外研究人員對三容水箱系統(tǒng)的模型建立、控制算法及故障診斷進行了研究。但傳統(tǒng)的三容水箱還存在體積大、成本高、操作復(fù)雜、算法不開放等弊端。
　　三容水箱實驗系統(tǒng)的功能設(shè)計不僅要滿足《計算機控制》實驗教學(xué)，而且還需為《單片機技術(shù)》、《自動控制理論》提供實驗課程；提高系統(tǒng)的開放性和擴展性，滿足以學(xué)生為主體達

2、到提高其學(xué)習興趣和動手能力的目的；實驗裝置小型化等要求進行實驗臺的本體和功能設(shè)計。
　　三容水箱實驗系統(tǒng)由實驗臺、上位機、下位機三部分組成。實驗臺有水泵、電動閥、加熱管等多種控制對象，可實現(xiàn)流量、水溫及一階、二階液位PID算法控制等；上位機與下位機采用串口通訊方式。
　　實驗臺采用Sketchup立體建模及AutoCAD軟件設(shè)計，主要包括外觀設(shè)計、管道設(shè)計及電氣設(shè)計。為了讓學(xué)生了解電氣系統(tǒng)，特別將主要電氣信號引入檢測面板，方

3、便對流量、溫度、液位等信號的手動測量。
　　下位機以ADuC834單片機為核心，設(shè)計了采集模塊、控制模塊、通訊接口模塊等電路，闡述了高精度采集及抗干擾能力的方案設(shè)計與實現(xiàn)，開發(fā)了下位機軟件。
　　上位機以Microsoft.NET框架為平臺，采用面向?qū)ο笤O(shè)計思想和多線程技術(shù)，使用C＃語言和Microsoft SQL Serve2005數(shù)據(jù)庫進行開發(fā)。對軟件需求進行具體分析，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集和存儲、曲線動態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、