基于Matlab的純滯后控制系統(tǒng)設(shè)計

1、實驗三基于Matlab的純滯后控制系統(tǒng)設(shè)計一、實驗?zāi)康?) 學(xué)習(xí)使用simulink進(jìn)行Smith預(yù)估補償控制的設(shè)計方法。2) 學(xué)習(xí)使用simulink實現(xiàn)Dahlin算法的設(shè)計方法。二、實驗原理1. Smith預(yù)估補償控制的設(shè)計已知被控對象傳遞函數(shù)：3 -12s2 +6Os+ 1(1)應(yīng)用Smith預(yù)估補償算法設(shè)計控制系統(tǒng),并釆用PID控制。原理圖參見課本P127圖4-21和P128 圖 422。表1衰減曲線法整定控制器參數(shù)經(jīng)驗公式控制規(guī)律增益積分時間7 (min)微分時間Td (min)PKpPI0. 83 Kp0.57；PID1.25K”0.37；0. lTf2. Dahlin算法的設(shè)計

2、已知被控對象傳遞函數(shù):2e-心1 OOs-F 1采樣周期為2s,選擇期望閉環(huán)傳遞函數(shù)中的時間常數(shù)分別為Tx=5s, 10s, 20s,設(shè)計Dahlin 控制器。原理圖參見課本PI29 4.3.2小節(jié)。三. 實驗內(nèi)容1）按式建立系統(tǒng)的Simullnk模型，應(yīng)用Smith預(yù)估補償算法設(shè)計控制系統(tǒng)，消除滯后時 間的影響，并整定好PID參數(shù)。與同一 PID控制器對無滯后的被控對象控制結(jié)果相比較, 記錄實驗曲線。據(jù)Smith預(yù)估補償算法建立滯后系統(tǒng)的Simulink模型原理圖：圖1系統(tǒng)的Simulink模型仿真圖圖2控制系統(tǒng)整定好PID參數(shù)的曲線圖b）與同一 PID控制器對無滯后的被控對象控制結(jié)果相比較

3、圖3同一 PID控制器對無滯后的被控對象控制Simulink仿真圖圖4同一 PID控制器對無滯后系統(tǒng)的仿真曲線圖2）與同一被控對象不帶Smith預(yù)估補償器的PID控制系統(tǒng)相比較，觀察仿真結(jié)果，記錄實 驗曲線。不帶Smith預(yù)估補償器的PID控制系統(tǒng)Simulink仿真圖如下TwrdtfarFen伽刃 OftDelayTo lAokspace仿真圖如下:圖5不帶 Smith預(yù)估補 償器的PID 控制系統(tǒng)曲 線圖當(dāng)加入離散 控制器和零 階保持器時, 觀察和比較 實驗圖。圖6有離散控制器和零階保持器的Simulink仿真圖圖7離散控制器和零階保持器的仿真曲線圖3)按式建立系統(tǒng)的Simulink模型，

4、設(shè)計Dahlin控制器。改變期望閉環(huán)傳遞函數(shù)中的時間 常數(shù)，觀察不同的仿真結(jié)果，記錄實驗曲線。答：按式(2)建立系統(tǒng)的數(shù)字控制器函數(shù)，當(dāng)Tt=5s,根據(jù)計算公式可得此控制器如下：DQ)=0.3297z6.0.3232z50 .O396z0.O.O265z5.OzOz3.Oz2.Oz-O .01306當(dāng)Tt=10s,同理可得：O,1813z0.O.1777z5D (z)=0O6z8-0.0324z5-0zW0z0z-0.00718當(dāng)Tt=20s,同理可得:DQ)=0.0952ze-0.0933z50 .0306z6-0 .0358z5-0z0z3-0z2-0z-0.00377根據(jù)控制系統(tǒng)原理框圖可得Simulink模型圖ToWoiepace圖8 Dahlin控制系統(tǒng)的Simul