水位計標定系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、水位計標定系統(tǒng)是標定水位設(shè)備儀器的自動化系統(tǒng)，用于水位計、液位儀等水位方面儀器的標定?，F(xiàn)有檢測儀器技術(shù)落后，精度偏低(10m內(nèi)精度一般是厘米級)，自動化程度低。本系統(tǒng)利用智能控制思想，采取先進控制策略，搭配良好軟硬件，實現(xiàn)高精度檢定，提高了自動化水平。系統(tǒng)在檢定工作完成后，出具相應(yīng)檢定證書，能夠作為標準檢定儀器使用。
　　本系統(tǒng)是基于現(xiàn)代良好的設(shè)備條件和先進的控制策略來設(shè)計，實現(xiàn)了設(shè)備運行的自動化，并實現(xiàn)智能化控制，大幅減少了人員

2、參與比重。該檢定系統(tǒng)由水位控制單元、標準液位單元、變頻器、清水泵、工控機、人機交互界面等部分組成。設(shè)計建造一個10m高的測量井作為野外水位變化實驗室模擬環(huán)境的主要載體，主要作用是承載試驗用水、標準測量儀器和被測儀器等。水位控制系統(tǒng)用來實現(xiàn)不同情況的水位變化狀況，如恒流量、變流量等，來模擬江河湖海。標準水位測量單元，作為標準系統(tǒng)，測量得到的水位數(shù)據(jù)將作為源數(shù)據(jù)，與被檢測儀器所測量的值進行比對，并依據(jù)相關(guān)規(guī)則繪制誤差曲線，以判斷是否合格。工

3、控機控制變頻器與PLC，變頻器控制清水泵的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)水位的變化;PLC控制管道電磁閥的開關(guān)。校驗時，通過人機交互界面來設(shè)置清水泵、變頻器等初始狀態(tài)，系統(tǒng)按照預置策略方法自動完成整個檢定過程，并出具鑒定結(jié)果。
　　標定系統(tǒng)對水位變化要求嚴格，水位變化系統(tǒng)屬于時滯、非線性系統(tǒng)，模糊控制具有對參數(shù)變化不敏感和魯棒性強等特點，本文采用了模糊控制與PID控制相結(jié)合的技術(shù)。在控制仿真軟件MATLAB/Simulink平臺上分別建立系統(tǒng)模糊P

4、ID控制器和傳統(tǒng)PID控制器模型，進行控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真，對比模糊PID控制器和傳統(tǒng)PID控制器，仿真結(jié)果表明:模糊PID控制系統(tǒng)較傳統(tǒng)PID控制系統(tǒng)有響應(yīng)速度快、上升時間短、無滯后、超調(diào)小、抗擾動性強的特點。
　　最后，對系統(tǒng)進行了誤差分析，采用不確定度分析法，確保了結(jié)果的準確性。
　　經(jīng)過仿真和誤差分析后，本系統(tǒng)由于采用智能化思想，按照預置先進策略方法對檢定過程進行全程控制，在精度上有大幅度提高，能夠達到國家一級標準(10