水位計(jì)標(biāo)定系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、水位計(jì)標(biāo)定系統(tǒng)是標(biāo)定水位設(shè)備儀器的自動(dòng)化系統(tǒng)，用于水位計(jì)、液位儀等水位方面儀器的標(biāo)定。現(xiàn)有檢測(cè)儀器技術(shù)落后，精度偏低(10m內(nèi)精度一般是厘米級(jí))，自動(dòng)化程度低。本系統(tǒng)利用智能控制思想，采取先進(jìn)控制策略，搭配良好軟硬件，實(shí)現(xiàn)高精度檢定，提高了自動(dòng)化水平。系統(tǒng)在檢定工作完成后，出具相應(yīng)檢定證書，能夠作為標(biāo)準(zhǔn)檢定儀器使用。
　　本系統(tǒng)是基于現(xiàn)代良好的設(shè)備條件和先進(jìn)的控制策略來(lái)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化，并實(shí)現(xiàn)智能化控制，大幅減少了人員

2、參與比重。該檢定系統(tǒng)由水位控制單元、標(biāo)準(zhǔn)液位單元、變頻器、清水泵、工控機(jī)、人機(jī)交互界面等部分組成。設(shè)計(jì)建造一個(gè)10m高的測(cè)量井作為野外水位變化實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境的主要載體，主要作用是承載試驗(yàn)用水、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器和被測(cè)儀器等。水位控制系統(tǒng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)不同情況的水位變化狀況，如恒流量、變流量等，來(lái)模擬江河湖海。標(biāo)準(zhǔn)水位測(cè)量單元，作為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，測(cè)量得到的水位數(shù)據(jù)將作為源數(shù)據(jù)，與被檢測(cè)儀器所測(cè)量的值進(jìn)行比對(duì)，并依據(jù)相關(guān)規(guī)則繪制誤差曲線，以判斷是否合格。工

3、控機(jī)控制變頻器與PLC，變頻器控制清水泵的轉(zhuǎn)速，來(lái)調(diào)節(jié)水位的變化;PLC控制管道電磁閥的開關(guān)。校驗(yàn)時(shí)，通過(guò)人機(jī)交互界面來(lái)設(shè)置清水泵、變頻器等初始狀態(tài)，系統(tǒng)按照預(yù)置策略方法自動(dòng)完成整個(gè)檢定過(guò)程，并出具鑒定結(jié)果。
　　標(biāo)定系統(tǒng)對(duì)水位變化要求嚴(yán)格，水位變化系統(tǒng)屬于時(shí)滯、非線性系統(tǒng)，模糊控制具有對(duì)參數(shù)變化不敏感和魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)，本文采用了模糊控制與PID控制相結(jié)合的技術(shù)。在控制仿真軟件MATLAB/Simulink平臺(tái)上分別建立系統(tǒng)模糊P

4、ID控制器和傳統(tǒng)PID控制器模型，進(jìn)行控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真，對(duì)比模糊PID控制器和傳統(tǒng)PID控制器，仿真結(jié)果表明:模糊PID控制系統(tǒng)較傳統(tǒng)PID控制系統(tǒng)有響應(yīng)速度快、上升時(shí)間短、無(wú)滯后、超調(diào)小、抗擾動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。
　　最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了誤差分析，采用不確定度分析法，確保了結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　經(jīng)過(guò)仿真和誤差分析后，本系統(tǒng)由于采用智能化思想，按照預(yù)置先進(jìn)策略方法對(duì)檢定過(guò)程進(jìn)行全程控制，在精度上有大幅度提高，能夠達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(10