纯滞后系统控制方法及其实验教学的研究

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1、纯滞后系统摔制方法及1E实验教学的{iJ

2、：究摘要纯滞后系统在现代工业生产过程中是广泛存在的，精确控制难度较大。因此，纯滞后系统是控制理论研究的一个重要领域，特别是很多温度、流量等控制系统都是具有纯滞后的系统，对它的研究有着很重要的现实意义；针对这一问题，本文探讨了几种较为成熟的纯滞后系统常规控制方法，并将模糊控制方法与大林算法结合起来，设计了一种模糊自适应大林算法控制器，以wK—I型温度控制实验装置为实验平台，对几种常规控制方法和模糊控制方法进行了实验研究，并把研究结论应用于实验教学，指导学生顺

3、利完成实验，正确验证理论教学知识，达到认识一实践一再认识的教学目的，取得了良好的教学效果。首先，本文分析了纯滞后系统的特点，介绍了WK-I型温度控制实验装置，简要说明了其构成，根据其物理特性，以阶跃响应曲线为基础，通过计算法测取到其近似传递函数的有关参数，并依据工程经验整定公式整定PID控制器的PID参数，对其进行了基本PID控制算法实验研究，根据研究结果设计了PID控制实验教学项目，说明了PID参数的调整方法，指出了实验中应注意的事项。其次，由于被控对象具有纯滞后，影响了PID控制的性能，文中讨

4、论了几种常规改进算法，即积分分离PID算法、微分先行PID算法，还讨论了Smith预估补偿算法和大林算法，分析了它们的基本原理，深入研究了它们的控制性能，并以WK-I型温度控制实验装置为实验平台，进行了实验研究，把研究结果应用实验项目设计和实验过程指导。最后，总结了基于数学模型的常规控制方法所固有的缺点，如对模型变化比较敏感，抗干扰能力差，因此本文又研究了不需数学模型的模糊控制方法，介绍了模糊控制的基本原理，说明了模糊控制器的设计步骤，输入变量的量化方法，输出变量的调节方法，基于wK—I型温度控制

5、对象，设计了相应的模糊控制器，进行了实验研究；在此基础上，本文设计了一种新型控制器：模糊自适应大林算法控制器，应用于wK—I型温度控制对象的控制，取得了良好的实验效果，把此算法应用于实验教学，设计了一个新型实验，通过这一实验，学生既学习了模糊控制方法，又加深了对大林算法的理解，教学效果I郑州人学T程顺1j论文很好。关键词：纯滞后大林算法模糊控制自适应II乡L滞后系统择制方法发J￡实验教学的研究AbstractTime-delaysystemexistscomprehensivelyinthepro

6、cessofmodemindustryanditisdifficulttocontrolaccurately．Therefore，time-delaysystemisanimportantdomainofcontroltheory,researchonithasgreatpracticalsignificance，especiallyinsystemsoftemperatureandflowetc．Thearticlediscussedseveralmaturecontrolmethodsofti

7、me-delaysystem．CombiningfuzzycontrolwithDahlinalgorithmtodesignacontrolleroffuzzyself-adaptingDahlinalgorithm，thisarticledosomeresearchesonseveralcontrolmethodsandfuzzycontrolmethodswiththeWK-Itemperaturecontrolappliance．Andapplyingtheconclusiontoexpe

8、rimentalteaching，directingstudentstodoexperimentsmoothly,verifyingthetheoryandteachingknowledge，reachingtheteachinggoalsofcognitionpracticerecognitiongrasp，thenwehadabettereffectonteaching．Firstly,weanalyzedcharactersoftime-·delaysystemandintroducedWK

9、··Itemperaturecontrolexperimentalapplianceandthenhadabriefviewofitsstructure．Accordingtoitsphysicalcharacteristics，therelatedparametersofapproximatetransferfunctionweremeasuredbycomputingmethodonthebasisofgraphicsforstepresponse．Usingengineeri