1。2 国内外研究现状及展望

1。2。1 水箱液位控制系统结构

1。2。2 液位控制系统的控制方法

1。3 论文研究内容及结

本文研究的内容是在传统PID双容水箱液位控制系统的基础上，对传统控制方法进行优化，以解决双容水箱液位控制系统的大延时性、非线性等问题，使得这个控制系统可以在工业生产过程中更安全、更有效。采用模糊神经网络控制对双容水箱的液位控制系统进行优化设计，并通过MATLAB进行优化设计的仿真。具体内容的构成分为以下几个章节：

第一章 为绪论，阐明了液位控制系统研究的时代背景和意义；阐述了一些国内外液位控制系统的研究现状和不足的地方以及发展方向；介绍了液位控制系统的几种结构以及液位控制系统的一些控制方法。

第二章 对双容水箱的控制系统原理结构进行了介绍。简单介绍双容水箱液位控制系统的建模过程及其基本的特性，水箱建模过程是根据物料平衡原理进行建模；介绍传统的PID液位控制系统的系统原理。

第三章 分别讲述关于模糊控制和神经网络算法相关的知识，模糊控制中主要讲述一些模糊控制器的设计过程，而在神经网络控制部分着重介绍BP算法；并阐述模糊控制与神经网络控制的结合应用，对其进行详细地描述，进行初步的研究。描述了将模糊神经网络控制应用于双容水箱液位控制系统的研究，克服经典PID控制系统中出现的不足，改善稳定性，提高稳态性能，从而达到控制的理想状态。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

第四章 是介绍将模糊神经网络控制的双容水箱的液位控制系统，并对其系统进行设计编程实现在MATLAB中的仿真，并通过观察仿真效果对其进行适当的分析和总结。

第五章 对整篇论文进行总结，并表达自己对于这篇论文主题研究的感想，对以后的研究发展提出展望和期待。

2 双容水箱液位控制系统

2。1 双容水箱液位控制系统的建模

图2-1为双容水箱的基本模型。从图中可以看到双容水箱液位控制系统[9]是由上、下两个水箱、调节阀、检测变送器和控制器组成。

图2-1  双容水箱液位控制系统模型

如图2-1所示的水箱液位控制系统的模型中，由上水箱和下水箱两个水箱串联而成，构成了一个二阶系统，该系统与单容相比有一点复杂，会产生两个反馈过程。其中 表示的是上水箱的入水的流量大小； 表示的是上水箱的液位高度； 为上水箱的底面积的大小(将  设为上水箱的容量系数)； 表示的是上水箱的流量阻力； 表示的是上水箱流入下水箱的流量大小； 表示的是下水箱的液位高度； 为下水箱的底面积大小（设  为下水箱的容量系数）； 为下水箱的流阻； 为下水箱的流量即输出时的流量大小。