1供水系统示意图以往我们常用的水位控制方案为闭环控制系统常规水位闭环控制系统这种系统是通过调节器去控制阀门的开关（电磁阀或者电热元件）或者通过调节信号去控制可逆电机，再去驱动阀门或者控制操作杆。再考虑到电机的非线性，蓄水池的超大惯性，对调节器（三位调节器）的要求更高，使控制系统显得更复杂。此种控制系统虽能够实现恒液位自动控制，但有许多不足之处：（1）系统复杂、成本高；（2）可靠性低、传感器在测量中测量孔容易被泥沙或杂质堵塞而产生测量误差；（3）现场调试复杂；被控对象的非线性和超大惯性因素给调节器的参数配置带来了困难，有可能影响系统的稳定性和动态性能。
2SVF-154型变频器SVF-154型变频器是日本SANKEN电气株式会社于80年代末推出的大功率、高性能马达调速器，其容量为150kVA，额定电流为228A，输出频率范围是2.4Hz至400Hz，适用的电机容量为110kW.
2.1变频器的主电路-1为SPWM变频器主电路，主电路由整流模块，逆变模块和滤波器组成。其中，逆变回路的每一个桥臂分别由5个GTR模块并联而成。滤波器由6只容量为1000F，额定电压为400V的电解电容串并联而成。
2.2单片机控制电路单片机控制系统硬件结构。控制电路以PD7810G单片机为主，配以MB63H110大规模集成电路SPWM脉冲系列，构成功能齐全SP-WM变频调速系统。该变频调速系统的主要特点：（1）调速范围宽、调速精度高、无级调速。（2）效率高、损耗小、输出电流高次谐波少、输入侧对电网污染小。（3）启动性能良好，可实现软启动，无冲击，同时具有足够的启动转矩。
3非线性反馈水位控制系统在蓄水池内侧上部安装一个特制的全封闭式液位传感器，它可以测量4个液位，相邻液位点之间的距离为30cm（-1）。其中1YK应在溢水孔下方10cm处。正常运行时，液位开关2YK和3YK起作用，当有大扰动时1YK或4YK实现运行频率自整定和水位报警功能。该液位传感器的输出信号被输送到电气控制单元，实现继电器型非线性反馈特性，并与变频器控制端子相结合，形成非线性反馈系统。
非线性反馈变频调速控制系统SVF-154型变频器具有多速设置功能，各级速度均可任意设置，并且优先级不同。这里分别用1DF、2DF、3DF、4DF表示4级速度的输入端子和输入变量，而其优先权也随着变量序号的增大而加强，根据现场水位的考察和理论计算设定，与1DF、2DF、3DF、4DF对应的频率值分别是40Hz、45Hz、50Hz和55Hz.因此，可以得到下表的关系。
水位动作元件变频器工作方式变频器输出频率电机工作方式11YK1DF40Hz超低速22YK2DF45Hz普通低速33YK3DF50Hz普通高速44YK4DF55Hz超高速根据此表及非线性控制理论，可得到变频输入变量的开关逻辑函数：1DF=（1YK+2DF）×2YK×4YK2DF=（2YK+2DF）×1YK×3YK3DF=（3YK+3DF）×1YK×2YK4DF=（4YK+4DF）×3YK×1YK按上述表达式，不难完成电气控制线路的设计。
控制系统工作原理如下：在正常情况下，水位2YK和3YK限定的极限环内波动，变频器输出频率在45～50Hz之间变化。如果用水量大幅度减小，那么即使变频器工作在低速运行45Hz时，蓄水池水位仍然会持续上升，最终导致水溢出。相反，如果地下水位严重下降，那么，即使变频器工作在高速运行50Hz，蓄水池的水位仍然会持续下降，最终导致蓄水池干涸，影响生产用水。因此，要求控制系统有参数自整定功能，以防出现失控现象。本系统1YK和4YK实现这种功能。当水位上升至1YK时，就表明原来设置的低速运行频率（45Hz）偏高，应进一步降低，1YK动作则将变频器切换1DF工作方式，其对应运行频率40Hz，同时发出高水位报警信号，以免重新导致溢水。若水位下降至4YK时，就表明原来设置的高速运行频率（50Hz）偏低，应进一步升高。
4YK动作则将变频器切换4DF工作方式，其对应运行频率变55Hz.同时发出低位报警信号。另外，2YK和3YK损坏，该系统仍能在1YK和4YK限定的极限环内运行，同时发出报警信号，通知值班人员排除故障。如果大干扰消失，即蓄水池水位重新回到2YK和3YK之间。
该控制系统的特点是：（1）适用于数学模型不清楚或超大惯性非线性被控过程的控制，不需要了解被控对象的数学模型。（2）结构简单、成本低、传感器及控制单元分别采用干簧管和继电器组成，易于实现。
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