计算机控制实验纯滞后.doc

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1、实验三纯滞后控制实验(Smulink仿真实验)班级：姓名：学号：实验目的与要求(1)掌握应用大林算法进行纯滞后系统的设计；(2)掌握纯滞后系统消除振铃的方法。1、实验设备（1）硬件环境微型计算机一台，Pentium4以上各类微机（2）软件平台操作系统：Windows2000以上；仿真软件工具：MATLIB5.3以上。2、实验原理在一些工业过程（如热工、化工）控制中，由于物料或能量的传输延迟，许多被控制对象具有纯滞后性质。例如，一个用蒸汽控制水温的系统，蒸汽量的变化要经过长度为的路程才能反映出来。这样，就造成水温的变化要滞后一段时间（是蒸汽的速度）。对象的这

2、种纯滞后性质常会引起系统产生超调和振荡。因此，对于这一类系统，采用一般的随动系统设计方法是不行的，而用PID控制往往效果也欠佳。本实验采用大林算法进行被控制对象具有纯滞后系统设计。设被控对象为带有纯滞后的一阶惯性环节或二阶惯性环节，达林算法的设计目标是使整个闭环系统所期望的传递函数，相当于一个延时环节和一个惯性环节相串联，即该算法控制将调整时间的要求放在次要，而超调量小甚至没有放在首位。控制原理如图1,其中：采样周期=0.9秒，期望传递函数=0.5秒，被控对象；输入信号为单位阶跃信号。D(z)G(s)――——+图8—1纯滞后系统控制原理图应用大林算法进行纯

3、滞后系统设计控制器。1、实验内容与步骤（1）按照纯滞后控制系统要求设计；（2）按照系统原理图，在simulink下构造系统结构图模型；（3）做出系统的仿真波形图，标明参数，打印结果（包括系统的输出和控制器的输出）。2、实验设计：纯滞后系统设计：图1单位阶跃输入下纹波控制系统仿真结构模型图2控制器输出波形图3系统输出波形6.思考与分析（1）纯滞后控制系统对阶跃信号有无超调？为什么？答：纯滞后控制系统对阶跃信号有较大的超调。因为所谓纯滞后控制系统，就是被控对象具有滞后特性，即时间常数很大，一般的控制环都会有较大的超调，还容易振动。（2）纯滞后控制与PID控制有

4、什么本质区别？答：PID控制:比例控制能迅速反应误差，从而减小稳态误差。积分控制的作用是，只要系统有误差存在，积分控制器就不断地积累，输出控制量，以消除误差。微分控制可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。纯滞后控制:对给定的水位及温度对象设计相应的监控系统，可以对被控过程进行全面的监测及控制。试验结果表明，由于对象存在较大的纯滞后，采用单回路PID控制效果不佳。但常规单回路PID控制对一般对象控制效果较为理想，是生产过程中常用的一种控制方法。消除振铃后，系统能够更好地逼近输出结果，消

5、除了抖动。