基于Simulink的单容水箱液位控制系统的仿真研究：PI控制、频率调节及阶跃干扰测试

简介：
本研究运用Simulink平台对单容水箱液位控制系统进行仿真分析，探讨了PI控制策略在面对不同工况下的性能表现，并通过频率调节和阶跃干扰测试验证其鲁棒性。 基于Simulink的单容水箱液位控制系统仿真包括PI控制、频率调整与阶跃扰动测试。本段落将详细介绍在PI控制下的模型推导、仿真工程以及如何进行阶跃扰动测试。 对于单向输入控制的单容水箱，其为一个非线性一阶惯性环节，目标是通过液位控制系统使水箱内的液面高度稳定于给定值，并且能够应对系统内部或外部产生的各种干扰。在建模过程中需要保留模型中的溢出情况以及描述水流速度的变化。 首先进行数学模型的推导工作，在此基础上利用Simulink工具构建仿真工程，采用PI控制策略来调节水箱内的液位高度；设置控制系统的工作频率为50Hz，并且加入阶跃扰动以测试系统的响应性能。通过这样的设计与实验可以全面了解单容水箱液位控制器在不同条件下的表现和稳定性。