水位自动控制装置原理图

课程设计

辽 宁 工 业 大 学 电子技术基础课程设计（论文）

题目：水位自动控制装置

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课程设计（论文）任务及评语

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目录

第1章 水位自动控制装置设计方案论证 ............................................ 2

1.1水位自动控制装置的应用意义 .................................................... 2

1.2水位自动控制装置设计的要求及技术指标 ................................ 2

1.3总体设计方案框图及分析 ............................................................ 2

第2章 水位自动控制装置各单元电路设计 ........................................ 3

2.1信号产生部分 ................................................................................ 3

用plc控制水位的自动控制原理

水塔水位自动控制

一、实验目的

用PLC 构成水塔水位自动控制系统

二、实验设备

1） Dais-PLC30MR 可编程控制模拟实验仪

2） 计算机

3） 连接导线一套

三、实验内容

1、控制要求：当水塔水位低于水位界（S4 为ON 表示）时，电磁阀Y 打开，于是进

水（S4 为OFF 表示水池水位高于水池低水界），当水池水位高于水池低水界（S3 为

ON 表示），电磁阀Y 关闭。

1）I/O 分配表：

输入 输出

SB4：X2 L2：Y1

SB3：X3

2） 输入下图的梯形图。

3） 调试并运行程序，观察结果。

2、控制要求：当水池水位低于SB4 所指示的位置时，启动SB4 按钮，L2 所指示的电

机工作，水池进水。当水池水位达到SB3 所指示的位置时，启动SB3 按钮，使L2 所

指示的电机关闭，停止进水；当水塔水位低于SB2 所指示的位置时，启动SB2 按钮，

L1 所指示的电机工作，开始水塔进水。当水塔水位达到SB1 所指示的位置时，启动SB1 按钮，使L1 所指示的电机停止工作。

1）I/O 分配表：

输入 输出

SB1：X0 L1：Y0

SB2：X1 L2：Y1

SB3：X2

SB4：X3

2） 输入下图的梯形图。

用plc控制水位的自动控制原理

3）调试并

第一章第二章

一、单项选择题

1、适合应用传递函数描述的系统是 ( ) 。 （分数：1分） A. 单输入，单输出的线性定常系统 B. 单输入，单输出的线性时变系统 C. 单输入，单输出的定常系统 D. 非线性系统

正确答案：A

2、

采用负反馈形式连接后，则 ( )。

（分数：1分）

A. 一定能使闭环系统稳定 B. 系统动态性能一定会提高

C. 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除 D. 需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能

正确答案：D

3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为，则该系统的闭环特征方

程为 ( ) 。 （分数：1分）

A. s(s+1)=0 B. s(s+1)+5=0 C. s(s+1)+1=0

D. 与是否为单位反馈系统有关

正确答案：B

4、关于传递函数，错误的说法是 ( ) 。 （分数：1分） A. 传递函数只适用于线性定常系统；

B. 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C. 传递函数一般是为复变量s的真分式； D. 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性

正确答案：B

5、

非单位负反馈系统，

铣床控制电路：

一、铣床的结构原理： 1、铣床的工作台及夹具

2、铣床的外形

3、铣床结构：

①、主轴；②、悬梁；③、刀杆支架；④、工件工作台；⑤、（工件工作台）左右进给操作手柄； ⑥、（工件工作台）前后进给操作手柄；⑦、（工件工作台）上下操作手柄；⑧、进给变速手柄及变速盘； ⑨、升降工作台；⑩、主轴变速盘及变速手柄；⑾、主轴电动机及进给电动机等等。

4、铣床的运动形式：

①、主轴运动：主轴带动铣刀作旋转运动，由M1拖动（为减小负载波动对加工质量影响，主轴上装有飞轮）； ②、进给运动：指工作台带动工件作上下、左右、前后6个方向的直线运动（由三根进给丝杆实现），及圆形工作台的旋转运动,由M2拖动； ③、辅助运动：指工作台带动工件作上下、左右、前后6个方向的快速运动，由M2与电磁离合器YC3（YC3又叫快速电磁离合器）联合拖动。 5、铣床对各运动形式的要求：

①、主轴旋转平稳，以保证加工质量（采用飞轮）；

②、铣削加工时，工件同一时刻只能作某一个方向的进给运动； ③、用圆形工作台加工时，不能移动，只能旋转；

④、主轴变速、进给变速用机械变速实现，为保证变速易于齿合，应有变速冲动控制； ⑤、据工艺要求，先主轴旋转后再进给运动；

⑥、为操作方便，应有两地控

自动控制原理课程设计

本课程设计的目的着重于自动控制基本原理与设计方法的综合实际应用。主要内容包括：古典自动控制理论（PID）设计、现代控制理论状态观测器的设计、自动控制MATLAB仿真。通过本课程设计的实践，掌握自动控制理论工程设计的基本方法和工具。

1 内容

某生产过程设备如图1所示，由液容为C1和C2的两个液箱组成，图中Q为稳态液体流量(m3/s)，?Qi为液箱A输入水流量对稳态值的微小变化(m3/s)，

?Q1为液箱A到液箱B流量对稳态值的微小变化(m3/s)，?Q2为液箱B输出水流量对稳态值的微小变化(m3/s)，h1为液箱A的液位稳态值(m)，?h1为液箱A液面高度对其稳态值的微小变化(m)，h2为液箱B的液位稳态值(m)，?h2为液箱B液面高度对其稳态值的微小变化(m)，R1,R2分别为A，B两液槽的出水管液阻

(m/(m3/s))。设u为调节阀开度(m2)。

已知液箱A液位不可直接测量但可观，液箱B液位可直接测量。

Qi+△Qih10+△h1AQ10+△Q1h20+△h2BQ20+△Q2

图1 某生产过程示意图

要求

1. 建立上述系统的数学模型；

2. 对模型特性进行分析，时域指标计算，绘出bode,乃示图，阶跃反应曲线 3

自动控制理论复习资料

自控期考试卷

一、计算题

1、已知二阶控制系统，其闭环传递函数为??s??25，求其自然振荡角频率?n和阻尼比?，并求

s2?6s?25上升时间tr、峰值时间tp、回复时间ts，超调量Mp(%)。（6分）

2wn解： 二阶控制系统的标准形式为??s??2(1分) 2s?2wn?s?wn对比??s?????0.625?2wn??6得：，解得：（1分） ??2w?5s2?6s?25?n?wn?25所以自然振荡角频率为5 rad/s,阻尼比为0.6.

?1??2??arctg????上升时间tr?wn1??2峰值时间tp?回复时间ts???1?0.62???arctg???0.6???51?0.622?????0.5495(s)（1分）

?wn1??2??51?0.6?0.785(s)（1分）

3344??1(s),??0.05；ts???1.333(s),??0.02（1分） ?wn0.6?5?wn0.6?5???ctg?超调量Mp(%)?e?100%?e???ctg0.3??100%?9.43%（1分）

2、简化下列自动控制系统结构方框图，并写出简化后的传递函数。（10分）

解：

- 1 -

因此，其传递函数为： G(s

1. 发电机并列操作

把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列，这样的操作过程称为并列操作。

2. 并列运行

将两台或多台发电机经变压器连接在同一母线上

3. 同期装置

在电力系统运行过程中执行并网时使用的指示、监视、控制装置。用以对发电机电压进行调节使其符合同期的条件，以将发电机并入电网。

4. 脉动电压

Ud=Ug-Us＝2Usin(wd*t/2)与时间具有正弦整数函数关系的

整步电压，反应发电机和系统间电压矢量的相位差，是断路器两端电压的幅值包络线。

5. 滑差频率

并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差，用fd表示。

6. 脉动周期

并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°所用的时间。

7. 恒定越前时间

在Ug和Us两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号，这个时间称为恒定越前时间。

8. 恒定越前相角

在Ug和Us两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号，这个相角称为恒定越前相角。

11.励磁顶值电压

励磁顶值电压,在规定条件下励磁系统能提供的最大直流输出电压。

14. 励磁电压响应比

由励磁系统电压响应曲线确定的励磁系统输出电压增长率与额定励磁电压的比值

15. 无刷励

开 题 报 告

设计题目：水塔水位自动控制系统的设计

主要研究内容：

水塔水位自动控制系统采用传感器或电极检测水位，水位低于下限水位A时，启动水泵抽水；水位高于上限水位B时，水泵停止抽水，实现水塔水位的自动控制，并能自动完成上水与停水的全部工作循环，保证水塔的水位高度始终处于较理想的范围。

主要技术指标或研究目标：

本设计的相关技术数据：电源电压220伏，电源频率50赫兹。要求：系统工作稳定、结构简单、制造成本低、灵敏度高。本系统采用分立元件实现控制系统的设计。能利用所学知识进行分析与设计，进一步加深和巩固课本所学知识，学会分析电路、设计电路的方法与步骤，培养综合运用知识的能力。

基本要求：

（1）控制系统整体方案的可行性分析。 （2）工作原理与电路设计。 （3）元器件的选择

（4）绘制设备示意图和系统原理图 （5）编制设计说明书

摘 要

在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有很多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本文采用分立元件实现控制系统的设计，在水箱上安装一个自动检测水位装

大连海事大学硕士研究生入学考试大纲

考试科目：自动控制原理

试卷满分及考试时间：试卷满分为150分，考试时间为180分钟。

一、自动控制的一般概念（●掌握，◎理解，○了解。） 概念：

●自动控制，控制器，被控对象，反馈，开环和闭环控制，自动控制系统的分类和基本要求 方法及应用：

●根据控制系统工作原理绘制方块图

二、控制系统的数学模型 概念：

●时域与复数域数学模型，传递函数，结构图，信号流图 方法及应用：

●理论推导的方法建立控制系统的微分方程，典型元部件的传递函数的求取，结构图的绘制，由结构图等效变换求传递函数，由梅森增益公式求传递函数

三、线性系统的时域分析 概念：

●线性系统的性能指标，时域分析，系统的稳定性，稳态误差 方法及应用：

●掌握时域性能指标的定义，一、二阶系统的时域分析及性能指标的求取，劳思稳定判据及其应用，稳态误差的分析与计算 ◎二阶系统性能改善的方法，减小或消除稳态误差的方法 ○高阶系统的时域分析

四、线性系统的根轨迹法 概念：

●根轨迹，根轨迹方程 方法及应用：

●根轨迹绘制的基本法则，用根轨迹法分析系统，广义根轨迹的绘制与分析

五、线性系统的频域分析方法 概念：

●频率特性，幅相曲线，对数频率特性曲线，稳

自动控制原理基本知识测试题 第一章 自动控制的一般概念

二、单项选择题

1.下列系统中属于开环控制的为（ ）。

A.自动跟踪雷达 B.无人驾驶车 C.普通车床 D.家用空调器 2.下列系统属于闭环控制系统的为（ ）。

A.自动流水线 B.传统交通红绿灯控制 C.普通车床 D.家用电冰箱 3.下列系统属于定值控制系统的为（ ）。

A.自动化流水线 B.自动跟踪雷达 C.家用电冰箱 D.家用微波炉 4.下列系统属于随动控制系统的为（ ）。

A.自动化流水线 B.火炮自动跟踪系统 C.家用空调器 D.家用电冰箱 5.下列系统属于程序控制系统的为（ ）。

A.家用空调器 B.传统交通红绿灯控制 C.普通车床 D.火炮自动跟踪系统 6.（ ）为按照系统给定值信号特点定义的控制系统。

A.连续控制系统 B.离散控制系统 C.随动控制系统 D.线性控制系统 7.下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是（ ）。 A.稳定性 B.复现性 C.快速性