大纯滞后控制系统课件.ppt

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1、过程控制6-7大纯滞后控制6-7大纯滞后控制被控过程除了具有容积滞后外，往往存在程度不同的纯滞后(纯时延)混合器到网前箱纯滞后达90s6-7大纯滞后控制通常用τ／T衡量过程纯时延的大小。τ／T<0.3，称为一般纯时延过程；τ／T>0.3，称之为大纯时延过程。大纯时延过程被公认为较难控制的过程。主要原因：(1)控制作用所根据的测量信号提供不及时，在输出(即被控量)发生变化后一段时间，调节器才发出校正作用。(2)干扰作用不能及时被发现。(3)由控制理论角度，纯时延的增加会引起开环相频特性相角滞后的增大，其开环频率特性包围(-l

2、，j0)点的可能性也增大，从而使闭环系统的稳定裕度下降。6-7大纯滞后控制在控制要求不是很高场合的措施首先采用常规调节器适应性强、调整方便的特点，经过仔细个别的参数整定。可以在常规控制的基础上稍加改动，采用微分先行控制方案和中间反馈控制方案。采样控制6-7大纯滞后控制微分先行控制方案6-7大纯滞后控制中间反馈控制方案6-7大纯滞后控制PID、微分先行、中间反馈三种控制方案过渡过程比较6-7大纯滞后控制下表说明微分先行和中间反馈控制都能有效地克服超调但几种方案表明：被调量都存在较大超调,且响应速度很慢,如果控制精度要求很高,

3、则需要采取其它控制手段。6-7大纯滞后控制史密斯（Smith）预估控制系统：其特点是预先估计出过程在干扰作用下的动态特性，然后由预估器进行补偿，力图使被时延了τ时间的被控量超前反映到调节器的输入端，使调节器提前动作，从而明显地减小超调量和加速调节过程。6-7大纯滞后控制：是被控过程除去纯滞后环节后的传递函数。：是史密斯预估器的传递函数。如无预估器，则由调节器输出到被控量之间的传递函数为：6-7大纯滞后控制采用预估补偿器后，调节量与反馈到调节器的信号之间的传递函数是两个并联通道之和预估补偿器的传递函数为：6-7大纯滞后控制史

4、密斯预估器实施框图：6-7大纯滞后控制在闭环系统的特征方程中，已不包含纯延时项。即该系统已经消除了纯时滞对系统控制品质的影响，只是被控量的响应比设定值迟延了τ时间。从史密斯预估补偿原理可知，预估器模型与过程特性的精度密切相关。因此，无论是模型的精度或者运行条件的变化都将影响控制效果。为了克服这一缺点，在史密斯预估控制的基础上提出了增益自适应补偿控制方案，称之为改进型史密斯预估控制系统。6-7大纯滞后控制改进型史密斯预估控制系统6-7大纯滞后控制大纯滞后过程的采样控制采样控制是一种定周期的断续控制方式，即控制器以一定的时间间

5、隔T采样一次被控参数，与设定值进行比较，经控制运算输出控制信号，然后保持该控制信号不变，采样时间T必须大于纯滞后时间てo。经过T时间后，采样并计算一次偏差信号，再一次输出控制信号，并保持新控制信号不变；……。这样重复动作，一步一步地校正被控参数的偏差值，直至系统达到稳定状态。这种“调一调，等一等”的方案的核心思想就是要避免控制器进行过操作，宁愿让控制作用慢一点。以上方案可用采样调节器来实现。由于采样控制方案是应用比较早的大滞后过程控制方案，在模拟仪表中专门开发出了采样调节器，并在大滞后过程控制系统中得到应用，这种控制适合于

6、计算机控制。6-7大纯滞后控制典型的大滞后过程的采样控制系统