實驗三 純滯后控制實驗

1、實驗三純滯后控制實驗班級：自控081班 學(xué)號：200808602 姓名：樊軍艷實驗日的與要求掌握應(yīng)用達林算法進行純滯后系統(tǒng)D(z)的設(shè)計；掌握純滯后系統(tǒng)消除振鈴的方法。實驗原理在一些工業(yè)過程(如熱工、化工)控制中，由于物料或能量的傳輸延遲，許多被控制 對象具有純滯后性質(zhì)。例如，一個用蒸汽控制水溫的系統(tǒng)，蒸汽量的邊比劃要經(jīng)過長度為 L 的路程才能反映出來。這樣，就造成水溫的變化要滯后一段時間T (T= L/v，v是蒸汽的 速度)。對象的這種純滯后性質(zhì)常會英氣系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)和振蕩。因此，對于這一類系統(tǒng)，采用一般的 隨動系統(tǒng)設(shè)計方法是不行的，而用PID控制往往效果也欠佳。本實驗采用達林算法進行被控制對

2、象具有純滯后系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)被控對象為有純滯后的 一階慣性環(huán)節(jié)或二階慣性環(huán)節(jié)，達林算法的設(shè)計目標是使整個閉環(huán)系統(tǒng)所期望的傳遞函數(shù) 中(s)，相當于一個延時環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)，即0( s)=，9 = NT該算法控制將調(diào)整時間的要求放在次要，而超調(diào)量小甚至沒有放在首位?？刂圃砣鐖D1，+3e-1.8 s其中：采樣周期T=0.9秒，期望傳遞函數(shù)=0.5是，被控對象G(s)= 一-；輸入信號為2 s +1單位階躍信號圖1純滯后系統(tǒng)控制原理圖應(yīng)用達林算法進行純滯后系統(tǒng)設(shè)計D (z)控制器。實驗內(nèi)容與步驟按照純滯后控制系統(tǒng)的要求設(shè)計D(z)；按照系統(tǒng)原理圖，在simulink下構(gòu)造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖模型。，觀察輸

3、入輸出的波形，標明參數(shù)，打印結(jié)果；嘗試用M文件實現(xiàn)dalin算法控制實驗設(shè)計圖1純滯后控制Simulink仿真圖圖3純滯后系統(tǒng)輸出曲線思考與分析（1）純滯后控制系統(tǒng)對階躍信號有無超調(diào)？為什么？答：階躍肯定會有超調(diào)，而且會很大。對于單位階躍信號，含有極點z=1,如果Ou（z） 的極點在z平面的負實軸上，且與z=-1點相近，那么數(shù)字控制器的輸出序列u（kT）中將含 有這兩種幅值相近的瞬態(tài)項，而且瞬態(tài)項的符號在不同的時刻是不相同的。當兩瞬態(tài)符號相 同時，數(shù)字控制器的輸出控制作用加強；符號相反時，控制作用減弱，從而造成數(shù)字控制器 的輸出序列大幅度波動。（2）純滯后控制與PID控制有什么本質(zhì)區(qū)別？消除振鈴前后系統(tǒng)輸出有什么不同？答：應(yīng)有PID控制，必須適當?shù)恼{(diào)整比例放大系數(shù)Kp，積分時間Ki和微分時間T是整 個控制系統(tǒng)得到良好的性能。純滯后控制對給定的水位及溫度對象設(shè)計相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，可以對被控過程進行全 面的檢測及控制。主要內(nèi)容有水位及溫度對象的在線實驗建模，并以HJ-2型高級過程控制 實驗裝置中的水位對象及溫度對象為被控對象，進行試驗研究；同時以試驗求得的數(shù)學(xué)模型 為對象，在MATLAB仿真環(huán)境下進行設(shè)計。試驗結(jié)果表明，由于對象存在較大的純