自从进入20世纪90年代以来，自动化技术发展速度十分快，已经成了我国高科技的一个重要分支。过程控制是自动化控制技术的重要组成部分之一。在液位控制系统发展历程中，如何实现高效率的、精确的、快速的控制水箱液位成为相关方面的专家和现场的工作人员所共同关注和想尽办法想要解决的问题。为此，所有科研人员都在前进的路上努力着。73451

在我国，液位控制系统[2]已经被广泛地应用在各个生产领域，其中有锅炉的液位控制、水箱的液位控制等。正是因为广泛的运用才使得在液位控制系统研究方面不断的进步和发展，更加趋于完备，做到完美是所有人的期盼。发展至今，已经不仅仅有传统的PID控制系统，更是出现了智能型的控制系统。在液位控制系统方面的研究不断进步，因此出现了许多新型的液位控制仪，例如雷达液位计，光电液位开关，超声波液位计等一些设备。现如今智能化越来越普及，将智能控制技术运用于工业生产是大势所趋，而且对于智能化的研究也不会停止。

不仅我国在液位控制系统方面不断发展，许多国外的科技大国也取得了很大的成就和进步，就像美国、德国、日本这一类的大国，他们这些国家的液位控制系统正朝着高精度、高准确性、智能化方向快速地发展[3]。与这些科技强国相比，我国的发展仍有许多不足的地方需要改进和加强，我们应该更加致力于加强算法的研究，自动控制系统的开发等工作，只有这样才能早日步入科技强国的行列。

从L。A。Zadeh[4]提出模糊集理论使模糊控制技术诞生至今，不断发展，使得智能控制技术应用在多个领域。作为当今社会的一门新型学科，其发展前途不可估量。随着人们需求的增加，控制对象也变得更加复杂，更加不确定，其时变性、非线性也越来越强，相信为了克服这些，智能控制一定会朝着更加集成化、综合化的方向发展。论文网

1 水箱液位控制系统结构

（1）单容水箱液位控制系统

在水箱液位控制系统中，单容水箱模型是液位控制系统中最简单易控的一个。当用数学模型表达时，可用最简单的一阶形式表达。该系统可以通过液位偏差的大小来改变调节阀的开度大小，用来控制水箱液位的高低，以此循环，最终达到平衡状态，保持液位的稳定，从而形成了一阶液位自动控制系统。在单容水箱液位控制系统中，只要使用传统PID控制方法就可以实现控制，不会涉及到太多其他的控制约束。由于与其他多容水箱相比，单容水箱的控制系统没有什么滞后性，相对而言没那么复杂。

（2）双容水箱

双容水箱相较其他多容而言是不复杂的，因此在工业生产过程中被广泛的应用。双容水箱液位控制系统是一个较为典型的非线性系统，它具有大滞后、强耦合等特点。它的模型分为上水箱和下水箱，通过将两个水箱串级连接利用自动化控制技术、自动化仪表技术等实现对水箱液位的自动化控制。使用传统的PID控制器控制双容水箱的液位并不是最理想的方法，因为传统PID控制器不能快速响应复杂的请求，会存在一定的时间滞后，需要在传统的控制方法的基础之上加以改进。比如使用模糊控制、神经网络控制、FNNC（模糊神经网络控制）等一些智能控制方法。

2 液位控制系统的控制方法

（1）传统控制

传统PID控制器，在自动化领域最初阶段被应用的很多，是因为它具有结构简单、鲁棒型好、操作简便等特点，可以很好地解决一些简单自动控制问题。利用PID控制器，可以通过改变比例、积分、微分环节的参数来调整控制器以达到理想的控制效果。但是，由于双容水箱具有过程复杂、高度的非线性、不确定性、延时性等特点，传统PID控制器不能很好地快速响应，需要经过一定的滞后时间，这样对于该系统就无法达到理想的控制效果，需要在此基础之上做一些改进。