大延遲系統(tǒng)補(bǔ)償控制的研究

1、大延遲系統(tǒng)補(bǔ)償控制的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)大延遲系統(tǒng)補(bǔ)償控制的原理。2、了解大延遲系統(tǒng)補(bǔ)償控制的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備A3000-FS/FBS現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)，任意控制系統(tǒng)。三、實(shí)驗(yàn)原理1、控制結(jié)構(gòu)鍋爐水溫滯后控制實(shí)驗(yàn)，如圖7-1所示。可以通過(guò)閥門改變滯后管長(zhǎng)度，從而改變滯后時(shí)間。被控制量是調(diào)壓器的輸出電壓，控制量是鍋爐內(nèi)水溫，測(cè)量值是經(jīng)過(guò)滯后管純延遲之后的溫度。這個(gè)滯后時(shí)間可以通過(guò)開(kāi)關(guān)調(diào)整。鍋爐中的水是靜態(tài)水，鍋爐下面連接了滯后管，滯后管管徑少，不會(huì)對(duì)整個(gè)鍋爐內(nèi)水量有太大影響。V105 鍋爐TT102TT101調(diào)壓器BS101TC102圖7-1 純滯后控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖JV501JV503JV502其控制

2、系統(tǒng)框圖如圖7-2所示：圖7-2 史密特補(bǔ)償系統(tǒng)方框圖XGC(S)控制器Kpgp(s) e-TdSKpgp(s)Y(S)干擾D(S)R(S)+-+純滯后e-TdSKsgs(s)U(S)Y(S)系統(tǒng)的對(duì)象傳遞函數(shù)為：，為使調(diào)節(jié)器的采集信號(hào)Y(s)不會(huì)延遲，則并聯(lián)一個(gè)補(bǔ)償器，如圖虛線部分，具有傳遞函數(shù)。使得調(diào)節(jié)品質(zhì)與沒(méi)有純延遲一樣，只是時(shí)間坐標(biāo)比設(shè)定值延遲了。2、測(cè)量與控制端連接表測(cè)量或控制量測(cè)量或控制量標(biāo)號(hào)使用PLC端口使用ADAM端口鍋爐內(nèi)水溫TT101AI1滯后管水溫TT102AI0調(diào)壓器BS101AO03、控制策略首先測(cè)量滯后時(shí)間，與系統(tǒng)傳遞函數(shù)，然后設(shè)計(jì)史密特補(bǔ)償器與PID調(diào)節(jié)一起作用。

3、設(shè)備設(shè)定參數(shù)如下：短純滯后時(shí)間條件下：沒(méi)有控制系統(tǒng)時(shí)，鍋爐內(nèi)水溫與滯后管水溫與調(diào)壓器三者數(shù)據(jù)曲線：獲得的，其中純延遲時(shí)間為：無(wú)補(bǔ)償器的PID控制曲線如圖所示。長(zhǎng)純滯后時(shí)間條件下：沒(méi)有控制系統(tǒng)時(shí)，鍋爐內(nèi)水溫與滯后管水溫與調(diào)壓器三者數(shù)據(jù)曲線：獲得的，其中純延遲時(shí)間為：-td。一個(gè)最重要的條件是可以通過(guò)n時(shí)刻的數(shù)值，預(yù)計(jì)純延遲時(shí)間n-td時(shí)刻的溫度。按照采樣時(shí)間T來(lái)計(jì)算，我們可以通過(guò)把時(shí)間分成td /T個(gè)時(shí)間點(diǎn)來(lái)估計(jì)，然后使用線性疊加的方法來(lái)把預(yù)估。四、實(shí)驗(yàn)要求1、設(shè)計(jì)延遲系統(tǒng)補(bǔ)償控制系統(tǒng)。2、經(jīng)過(guò)參數(shù)調(diào)整，使得系統(tǒng)可以穩(wěn)定控制。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、在A3000-FS上，將手動(dòng)調(diào)節(jié)閥JV104、J

4、V106及電磁閥XV101全開(kāi)，滯后管閥門JV501，JV502開(kāi)，其余閥門關(guān)閉。2、在A3000-CS上，將滯后管水溫(TT102)連到AI0端；鍋爐水溫(TT101)連到AI1；將AO0輸出端連到調(diào)壓器輸入。3、打開(kāi)調(diào)壓器開(kāi)關(guān)。A3000通電。4、在A3000-FS上，啟動(dòng)左邊水泵，給鍋爐V105注水到一半高度，關(guān)閉水泵。(一定要超過(guò)下面的液位開(kāi)關(guān)高度，否則由于聯(lián)鎖保護(hù)，無(wú)法啟動(dòng)加熱器。)5、啟動(dòng)上位機(jī)，記錄鍋爐內(nèi)水溫與滯后管水溫與調(diào)壓器(MV)三者數(shù)據(jù)關(guān)系。6、通過(guò)三者的數(shù)據(jù)，計(jì)算傳遞函數(shù)，從而獲得對(duì)象系統(tǒng)參數(shù)。對(duì)象是一階慣性的。其函數(shù)可以表示為：。使用最小二乘法可以擬和一個(gè)最好的近似函數(shù)。7、根據(jù)對(duì)象的近似函數(shù)，設(shè)計(jì)補(bǔ)償器。8、首先使用PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，紀(jì)錄控制曲線。9、加入補(bǔ)償器，紀(jì)錄控制曲線。10、分析比較數(shù)據(jù)。11、關(guān)閉滯后管閥門JV502，打開(kāi)JV503，從而增加滯后時(shí)間，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟5到10。六、思考問(wèn)題分析如果使用T過(guò)大，那么可能需要估計(jì)的時(shí)間點(diǎn)