基于PLC的智能泳池液位控制系统设计*

陈佳荟，赛秀杰，袁治倩，泽朗准

（1.西北民族大学 电气工程学院，甘肃 兰州 730030；2.西北民族大学 数学与计算机科学学院，甘肃 兰州 730030；3.西北民族大学 实验教学部，甘肃 兰州 730030）

自20世纪50年代以来，由于计算机技术的发展，带动了智能行业的惊人成就，特别是在工业过程控制中更是无不涉及智能技术。智能泳池控制是工业过程控制中的一种典型的非线性、大时延、容量滞后的过程控制系统，研究智能泳池液位控制的数学模型和控制策略具有重要的理论意义及实际应用价值。基于PLC（Programmable Logic Controller，简称PLC）的智能泳池液位控制系统，控制对象为工业过程控制中常见的水箱水位，通过设计比例-积分-微分控制（Proportion-Integral-Differential Control，简称PID控制）和模糊PID控制算法，实现对高阶、非线性、大时延的智能泳池液位系统进行有效控制。本设计主要从智能泳池控制系统的数学模型、模糊PID控制算法、基于PLC的控制系统设计、LabVIEW监控实验平台设计、系统仿真分析等方面对系统进行全面的设计和分析。智能泳池控制系统数学模型的研究手段是采用机理分析对系统建模，建模过程尝试用微分方程和传递函数进行模型表达。控制算法部分主要是通过阅读国内外相关论文，结合本科学习期间学习的相关理论课程进行分析设计。

1 三容水箱系统分析与模型建立

1.1 模型介绍

对于智能泳池控制系统来说，当某种形式的扰动作用于对象时，就会引起系统的输出量发生相应的变化，这种变化可以用数学表达式中的微分方程或传递函数进行描述，称为被控对象的数学模型，它用于表征对象的特性，特别是动态特性。……