三容水箱液位控制matlab程序

以下是一个简单的三容水箱液位控制的 Matlab 程序：

% 定义三个水箱的初始液位
h1 = 0.5;
h2 = 0.3;
h3 = 0.2;

% 定义水箱的参数
A1 = 1; A2 = 2; A3 = 3; % 水箱底面积
a12 = 0.01; a21 = 0.02; % 连通孔面积
a23 = 0.03; a32 = 0.04;
K1 = sqrt(2*9.8*h1); K2 = sqrt(2*9.8*h2); K3 = sqrt(2*9.8*h3); % 流量系数

% 定义控制参数
Kp = 0.1; Ki = 0.01; Kd = 0.01; % PID 控制器参数
T = 0.1; % 控制周期
e = 0; I = 0; u = 0; % 初始化 PID 控制器参数

for i = 1:100
    % 计算水箱之间的液位差
    dh12 = h1 - h2;
    dh23 = h2 - h3;
    
    % 计算水箱之间的流量
    q12 = K1*a12*sqrt(abs(dh12));
    q21 = K2*a21*sqrt(abs(dh12));
    q23 = K2*a23*sqrt(abs(dh23));
    q32 = K3*a32*sqrt(abs(dh23));
    
    % 计算控制量
    e_prev = e;
    e = 0.5 - h1; % 目标液位为 0.5
    I = I + e*T;
    d = (e - e_prev)/T;
    u = Kp*e + Ki*I + Kd*d;
    
    % 限制控制量在合理范围内
    if u > 1
        u = 1;
    elseif u < 0
        u = 0;
    end
    
    % 计算水箱的液位变化
    dh1 = (q32 - q12)*T/A1 + u*T;
    dh2 = (q21 - q23)*T/A2;
    dh3 = q32*T/A3;
    
    % 更新水箱的液位
    h1 = h1 + dh1;
    h2 = h2 + dh2;
    h3 = h3 + dh3;
    
    % 打印水箱的液位
    fprintf('h1 = %.2f, h2 = %.2f, h3 = %.2f\n', h1, h2, h3);
end

这个程序使用 PID 控制器控制第一个水箱的液位，使其保持在 0.5 的目标值。程序模拟了水箱之间的液位变化和流量变化，并使用一些简单的物理公式计算它们。程序的输出将显示三个水箱的实时液位。