单容水箱液位控制matlab

实现单容水箱液位控制的 Matlab 代码如下：

% 设置控制参数
Kp = 1;
Ki = 0.1;
Kd = 0.2;

% 设置初始状态
h0 = 0;
h_setpoint = 10;
h_error = 0;
h_error_integral = 0;
h_error_derivative = 0;

% 设置仿真时间和步长
t_end = 30;
dt = 0.01;

% 初始化结果数组
t = 0:dt:t_end;
n = length(t);
h = zeros(1, n);
h(1) = h0;

% 开始仿真
for i = 2:n
    % 计算误差和误差积分
    h_error = h_setpoint - h(i-1);
    h_error_integral = h_error_integral + h_error * dt;
    h_error_derivative = (h_error - (h(i-1) - h(i-2))/dt) / dt;
    
    % 计算控制量
    u = Kp * h_error + Ki * h_error_integral + Kd * h_error_derivative;
    
    % 限制控制量在可行范围内
    u = max(u, 0);
    u = min(u, 1);
    
    % 计算系统响应
    dhdt = - u * sqrt(h(i-1));
    h(i) = h(i-1) + dhdt * dt;
end

% 绘制结果图像
plot(t, h);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Water Level (m)');
title('Water Level Control for Single Tank System');

该代码实现了一个基于 PID 控制器的单容水箱液位控制系统。其中，Kp、Ki 和 Kd 分别为比例、积分和微分系数，h0 为初始液位，h_setpoint 为设定液位，t_end 为仿真结束时间，dt 为仿真步长。在仿真过程中，程序根据当前液位与设定液位之间的误差，计算 PID 控制器的输出控制量，然后根据控制量和液位变化速率计算系统响应，从而更新液位状态，并持续进行仿真，直到仿真结束。

你可以通过修改 Kp、Ki 和 Kd 等参数来改变控制器的性能，从而实现更好的液位控制效果。