摘要：在工业生产过程中，有许多控制系统值得我们去研究。工业发展初期，我们大多采用人力、物力去控制工业生产的进度以及检验生产结果。在工业技术的不断发展下，过程控制逐渐出现在大众的视野中，尤其是液位控制在工业生产中应用广泛，有了无法代替的地位。在近期工业发展过程中，普通的控制已经满足不了生产需要。因此，智能控制开始出现在工业生产中，起着非大的作用，具有很强的代表性和工业背景。

本文主要研究由上、中、下三个单容水箱串联构成的三容水箱，首先介绍了三容水箱控制的背景意义，其次，主要介绍利用QXLTT过程控制实验装置对三容水箱液位控制系统完成数学建模，在基于数学模型的基础上设计先进智能控制算法，再利用MATLAB仿真验证算法的可行性。接下来，本文针对三容水箱液位控制系统进行了常规PID控制器设计和模糊PID控制器设计，MATLAB仿真结果模糊PID控制效果均优于常规PID控制。最后，本文将仿真结果进行了比较与分析，得出了相关结论并对论文进行了总结。

本设计主要是通过对比常规PID以及模糊PID控制三容水箱的控制效果，可知两种控制方式都能实现快速、准确及稳定的控制，但是模糊PID方式无超调，且响应更快，达到稳定的时间也更短，在加入扰动后，模糊PID方式恢复至期望的速度更快，具有更好的抗干扰能力。 

关键词：数学建模、常规PID、模糊PID、三容水箱

目录

摘要

ABSTRACT

第一章-绪论-1

1.1课题研究背景及意义-1

1.2 课题研究现状及发展趋势-2

1.2.1 国外研究现状及趋势-2

1.2.2国内研究现状及趋势-2

1.3 课题主要研究内容-3

第二章-三容水箱液位控制系统数学建模-4

2.1 三容水箱液位控制系统结构-4

2.2三容水箱数学模型建模-4

2.2.1 常用数学建模方法-5

2.2.2 机理法建模-5

2.2.3 三容水箱模型建立-6

第三章  三容水箱液位系统PID控制器设计-8

3.1 Matlab软件概述-8

3.2 PID控制基本原理-8

3.3三容水箱PID控制器设计-10

3.4 仿真结果分析-12

第四章 三容水箱液位系统模糊PID控制器设计-13

4.1模糊控制基本原理-13

4.2模糊PID控制器设计-13

4.2.1模糊PID控制器的组成部分-13

4.2.2模糊PID控制器-13

4.3三容水箱模糊PID控制器设计-20

4.4 控制性能分析比较-26

4.5 小结-28

第五章 总结与展望-30

5.1 课题研究社会性分析-30

5.2课题展望-30

5.3个人总结-31

参考文献-32

致谢-33