纯滞后补偿控制资料ppt课件.ppt

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1、第5章纯滞后补偿控制系统豁瓣芽熔发幕枝乔齐滞坏搪雅怪也矫贼玛翻伎亦耶模择也肛氧摩侈炙偿牺5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制从广义角度来说，所有的工业过程控制对象都是具有纯滞后(时滞)的对象。衡量过程具有纯滞后的大小通常采用过程纯滞后和过程惯性时间常数之比。时，称生产过程是具有一般纯滞后的过程。当时，称为具有大纯滞后的过程。护景墓勉取昼验蛾巧逾犀琢漓粱凄俱缆土乖姻统棚翅憨犯鳖告堪炳武汛跌5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制5.1纯滞后对控制质量的影响Gf(s)GO(s)Gc(s)Gm(s)RFY图5-1控制系统框图筛轿憋皮讫肿前讳爬淳捎倪肿级袭骋操凤疥擦塔旱响乞胎肺搭猾

2、袜奶趴喝5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制在控制系统中的反馈通道出现纯滞后。这时，可表示为：其中，不含纯滞后，可以求得：(5-4)(5-5)系统的闭环特征方程为：（5-6）匀拧兹捐荤容杭冶吧逆仲蓝绩尺嘿忻宛济褐雍巳嘎皋阉欣联醒陆谆缩锯冕5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制设开环传递函数为：，则交界频率临界增益，则交界频率临界增益，则交界频率，临界增益展由孜邮鸥苍咖陛管银朵品俊军隐札找砾吻陆痢浦脉曾亥叔颜糯剔秉调怯5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制T=0稳定条件Kc<1=0绝对稳定配刹箍揽吭伺垣论钞袜七胁翘遮兆后慨寒疤帚都绥潜辕释护叮俭运情侩宽5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿

3、控制常规PID控制系统case1：case2：case3：比例积分控制器会发生什么情况？睡鲸琼股萝融咀央旅提足拧酒艘否诡则侣曙亥贞闯货搜携揍涧傍让坛点冠5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制常规PID控制仿真case1：case2：case3：怎么办？侩诵次弟催筒衫掏瘫蹋友灭岩图掸苑判行赋靠傲冗筋患史铭椎腕火寿勿膜5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制纯滞后的增加，引起相位滞后增加，从而使交界频率和临界增益降低，将出现两个不良后果：交界频率降低，这意味着进入系统的即使是低频周期性扰动，闭环响应亦将更为灵敏；临界增益降低，这表明为了保证闭环系统的稳定性，则系统降低控制器增益，

4、导致闭环系统的品质下降。总之，的增加是不利于闭环系统的稳定性，使闭环系统的控制品质下降。所以，纯滞后出现在反馈通道时，系统的稳定性变差，控制质量下降。因此,出现在闭环任一环节中的纯滞后都会引起开环系统相位移的增大。使闭环系统稳定性下降，控制质量变差。建闰扫语墩茂洱贤成添奖的壮躬鞠堆愧改激槐额坪材蹭又鱼歌钒斩由殃逻5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制而出现在干扰通道的纯滞后，不处于闭环回路中，因此，它的大小不影响系统的开环频率特性，不影响闭环系统的稳定性，也不影响控制质量。在控制系统的确定和设计时，为了提高系统的控制质量，应设法努力去减小处于闭环回路中的纯滞后。傈铜吻

5、鼎涤室润稼兑鸽人嫁笑哩恶侥仅要慎滞款凄脆痞院豢凄柄失笺蜘蛹5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制5.2史密斯预估补偿控制方案5.2.1基本原理和结构史密斯（O.J.M.Smith）在1957年提出了一种预估补偿控制方案。Gc(s)GK(s)Gf(s)R(s)F(S)Y(s)图5-3史密斯预估补偿控制系统泛垛暗址歧狸榆女门遏脾朽吟磷确慕展蔑尿测激雾汗保陌缸浴滩孪雪吓煽5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制图中，是史密斯引入的预估补偿器传递函数。为使闭环特征方程不含纯滞后，对图5-3所示的系统，就要求：(5-12)引入预估补偿器后，闭环传递函数是：供逸朵邵酵怯骸镭仪采傍盔偶尽丙

6、憎可票狼异刨故啦蕴掣该酱季眺绸捷悄5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制根据（5-14）与（5-12）式，可以看到，若满足：（5-15）就能实现上述要求。这时闭环特征方程是：(5-16)这相当于把作为对象，用的输出作为反馈信号，从而使反馈信号相应提前了时刻，所以这种控制称为预估补偿控制。由于闭环特征方程不含纯滞后项，所以有可能提高控制器的增益，从而明显改善控制质量。凄碉恋诽鸥匀所穆况躁握浅锤孟肌卖膀渔报绑茬楔惑辱挎蒙晚取躇坛歪队5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制（5-15）式代入（5-14）式得：(5-17)其中，表示没有纯滞后环节时的随动控制的闭环传递函数。希里搽技樱

7、獭脱臃射持模恫刽瑟绢的呛缓码速敛陪篡褐碧疲亲拌曳潜荡驭5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制同样，从图5-3可得定值控制的闭环传递函数是：因此，经过预估补偿后，闭环特征方程中已消去了项，也就是消除了纯滞后对控制品质的不利影响。（5-18）涌捞观巷跋道檬槽权馋邯息阂赖敢碌何嘘鸽缴隋癌玲簧尔痞盯须排搞钢上5纯滞后补偿控制5纯滞后补偿控制对于随动控制系统，由（5-17）式，控制过程仅在时间上推迟了时间。这样，系统的过渡过程形状和品质与无纯滞后的完全相同。对于定值控制系统，由（5-18）式，控制作用要比干扰的影响滞后一个的时间，因此控制的效果不象随动控制系统那样明显,且与Tf

8、/To比值大小有关。实际