1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着经济社会的发展，对于自动控制技术的需求也随之越来越大。其中，液位自动控制技术，作为控制技术领域的某一方面，也变得和生活息息相关。所谓的液位自动控制，就是指在没有人的情况下，使得液位系统按照被控制的方式来进行工作。比如说，在工业生产过程中，在建材行业中都会对各种窑炉或者产品进行控制。同时，在我国的黄河长江流域，经常发生洪灾，因此，对于我国的治水工作也起到了至关重要的作用，通过检测水位的高低来进行预防水灾的发生，推动了该地区经济人文的发展。

国内外研究现状

在液位控制技术的推动下，液位控制理论本身也取得了显著的进步。国外的控制系统发展的速度比起国内而言较快一些，因为在国外，控制系统发展的较为成熟，无论是理论基础还是在实际生活中的应用都比国内要进步一些。在国外，由于科技文化水平较高，因此使得在西方国家里，控制器能进行多种很为复杂的控制，更加的智能化与现代化。而国内相较于国外而言，就显得较为落后了。主要表现在以下三点：第一点，核心技术和基础能力较为欠缺，核心的芯片严重依赖外国进口，国内企业在高精度，高敏感度分析，成分分析等特殊的应用的高端方面和外企差距较明显。第二，在设计，可靠性，封装性等方面，缺乏一些自主的知识产权和标准，在一些领域技术上还未达到突破性的成绩，比较依赖国外的技术。第三，产品在品种，规格，系列等方面不够全面，在温度特性，响应时间，稳定性，可靠性等技术指标方面仍有不小差别。

在我国，控制器多以pid 控制器为主。因此常常会局限于各式各样的紧急的情况之中，例如，滞后系统，时变系统，非线性系统。因此，很有必要在我国发展液位控制器。目前而言，我国的很多的技术都是依赖于国外的研究，自主能力还比较差。相反，美国欧洲等国家在液位控制系统里的发展却比较先进，有着更先进的控制方法和控制仪器。在蓄水池中，蓄水池的水位也需要维持在合适的高度，同时，需要有合适的控制器来进行控制才行。对于水位而言，有几种较为简单的控系统设计的方案，包括浮球阀，液体标尺装接近开关和液位开关。浮球阀控制的方案指的是由曲壁和浮制球等部件组成的阀门，可以用来自动控制水塔或水池的液面。浮球阀控制的原理在于，通过水位的高度来进行对阀门的控制，控制进出水量。浮球是一种没有支撑轴的球体的构造，对水位杠杆的变化比较敏感，所以更容易做出相应的调节。选用传感器需要从多个角度进行考量，首先是可靠度，其次是失效率，最后，有个平均寿命的概念，指的是工作开始到发生故障的时间。比其他的两个更有效的反映出了系统性能的情况。

2. 研究的基本内容

本课题拟采用单片机，HC-SR04 超声波传感器和LCD1602液晶和蜂鸣器进行设计。超声波液位传感器有着超声波的一些优点，不与被测介质接触，也可以测量低温介质。同时采用单片机来控制超声波的发射与接收, 计算出液位, 使检测具有更高的智能性。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1.需求分析 1周

2.方案论证 1周

3.硬件设计 3周

4. 参考文献

[1] stability analysis and design of fuzzy control systems, v tahani，f sheikholeslam - 《ieee international conference on fuzzy systems》

[2] adaptive control of a class of nonlinear systems with fuzzy logic, cy su，y stepanenko - ieee conference on fuzzy systems. 《ieee world congress on computational intelligence 》

[3]《液位控制系统建模及其控制算法的研究》 李小平 哈工大