1. 研究目的与意义
1、课题研究背景意义
随着工业生产的飞速发展，人们对控制系统的控制精度、响应速度、系统稳定性与适应能力的要求越来越高。而实际生产过程中的被控对象往往具有非线性、时延的特点，应用常规的控制手段难以达到理想的控制效果，研究对非线性、时延对象的先进控制策略，提高控制系统的控制水平，具有重要的实际意义。
三容水箱是较为典型的非线性、时延对象，工业上许多被控对象的整体或局部都可以抽象成三容水箱的数学模型，具有很强的代表性，有较强的工业背景，对三容水箱数学模型的建立是非常有意义的。同时，三容水箱的数学建模以及控制策略的研究对工业生产中液位控制系统的研究有指导意义，例如工业锅炉、结晶器液位控制等等，而且三容水箱的控制可以作为研究更为复杂的非线性系统的基础，又具有较强的理论性，属于应用基础研究。此外，它具有较强的综合性，涉及控制原理、智能控制等学科。通过研究三容水箱系统，对于工业控制领域有着举足轻重的作用。
2. 研究内容和预期目标
1.研究内容
首先开展基于三容水箱系统的控制策略研究。主要内容为pid控制理论和快速pid控制理论的研究。在系统模型已知后，接下来设计的任务主要集中在控制器设计上，控制器的设计历来都具有多维、非线性等特点，即性能指标与控制器的参数之间是一个复杂的多维非线性函数。在大多数情况，该函数的封闭表示式难以获得。因此基于性能指标的设计方法的应用有较大的困难，本文针对遗传pid控制算法的不足，研究基于自适应遗传算法的基础理论，从系统进化论的角度阐述了遗传算法产生的生物遗传学背景，回顾遗传算法发展的历史，总结遗传算法的特点。在此基础上进一步研究基于自适应遗传算法的改进快速pid控制算法。通过仿真及实际试验，结果表明改进算法在液位控制过程中能够获得良好的控制效果，极大地提高了控制性能。
3. 研究的方法与步骤
认真研读任务书的要求，调研和收集设计过程中可能使用的资料、例图，根据实验数据确定比例阀门和泄流阀门的实际流量特性，通过机理建模法和实验建模法建立水箱系统典型对象的传递函数模型，并依据模型精度评价指标对所建的传递函数模型进行评价。
具体分为以下步骤：
（1）熟悉三容水箱的建模与控制系统的发展及国内外研究现状；
4. 参考文献
[1]杨叔子，杨克冲．机械工程控制基础[m]．武汉：华中科技大学出版社，2002：1-203
[2]侯燕．三容水箱液位控制系统的研究[d]．武汉：华中科技大学，2005：4-18
[3]李伟．三容水箱液位控制系统．黑龙江科技学院学报[j]，2004，14(3)：160-164
5. 计划与进度安排
（1）2019.3.04—2019.3.18查阅资料，撰写开题报告
（2）2022.3.19—2019.4.01硬件功能分析，熟悉matlab的系统指令及编程语言
（3）2019.4.01—2019.5.01设计电路原理图、三容水箱系统的pid控制算法研究与选择
