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1、实验三纯滞后控制实验班级： 自控 091 班姓名： 康灵涛学号： 200908638 1、实验目的与要求(1) 掌握应用达林算法进行纯滞后系统)(zD的设计；(2) 掌握纯滞后系统消除振铃的方法。2、实验设备(1) 硬件环境微型计算机一台， P4以上各类微机(2) 软件平台操作系统： Windows2000 、MATLIB6.5仿真软件3、实验原理在一些工业过程（如化工、加热）控制中，由于物料或能量传输的延迟，许多被控对象具有纯之后性质。 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 L 的路程才能反映出来。这样，就造成水温变化要滞后一段时间（vvL,是蒸汽的速度）。对象的这种纯滞
2、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，二用PID控制往往效果也欠佳。本实验采用达林算法进行被控对象具有纯滞后系统设计。设被控对象为带有纯滞后的一介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)(s，相当于一个惯性环节和一个延时环节相串联，即NTsess,1)(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。 控制原理如下图所示，其中，采样周期T=0.9 秒，期望传递函数=0.5 秒，被控对象13)(8. 1sesGs；输入信号为单位阶跃信号。+Rses1)(sG-Y)(zD纯滞后系统控制原理图应
3、用大林算法进行纯滞后系统设计)(zD控制器。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 4、实验内容与步骤(1) 按照纯滞后控制系统要求设计)(zD；(2) 按照系统原理图，在simulink下构造系统结构图模型，观察输入输出波形，标明参数，打印结果；(3) 尝试用 M文件实现 dalin算法控制。5、实验设计：图 1 单位阶跃输入下纯滞后控制系统仿真结构模型图 2 控制器输出波形名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
4、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 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：纯滞后环节对于阶跃信号是有超调的，因为被控对象中的纯滞后部分仅将控制作用在时间坐标上推移了一个时间，控制系统的过渡过程及其他性能指标都与被控对象没有滞后因子时完全一致，所以是有超调的。(2) 纯滞后系统与 PID 控制有何本质区别？消除振铃前后系统输出有什么不同？答：纯滞后控制与 PID 控制的本质区别在于： 当系统被控对象带有大滞后因子
5、时，数字 PID控制为了维持系统的稳定性，必须将控制作用整定的很弱，因此其控制效果不是很理想。 采样周期必须按照纯滞后的大小来选取，尽可能是纯滞后时间接近或等于采样周期的整数倍。但并没有对被控对象进行补偿。 而在纯滞后控制中为了减少滞后环节对系统稳定性的影响，引入了一个补偿环节与D(s) 并接，用来补偿被控对象中的纯滞后部分，使得补偿后的等效对象的传递函数不包含纯滞后特性。消除振铃前，系统输出在采样点上的值可按期望指数形式变化，但采样点之间的值会出现大幅度的振荡，会影响系统的稳定性。 消除振铃后， 不仅系统输出在采样点上按期望指数形式变化，并且采样点之间的波纹得到基本消除，使系统输出平滑过渡，提高了系统的稳定性及可靠性。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -