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)：330 sG (s)2e2s +60s+1應(yīng)用Smith預(yù)估補償算法設(shè)計控制系統(tǒng)，并采用PID控制。原理圖參見課本P127圖4-21和P128 圖 4-22。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T (min)微分時間Td (min)PKpPI0.83 Kp0.5 TsPID1.25 Kp0.3 Ts0.1 Ts2. Dahli

2、n算法的設(shè)計已知被控對象傳遞函數(shù):210 sG(s)100s+1e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=5s, 10s, 20s,設(shè)計Dahlin控制器。原理圖參見課本 P129 4.3.2小節(jié)。三、實驗內(nèi)容1)按式(1)建立系統(tǒng)的Simulink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)果相比較圖3同一 PID控

3、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7離散控制器和零階保持器的仿真曲線圖3）按式（2）建立系統(tǒng)的Simulink模型，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：D（z）=0 J03血如血敬如她30弧0 A1300當(dāng)T t =10s,同理可得：0.1813z0.1777z5D（Z）=0麗朋尹00324點業(yè)尬丸蟲血0即川8當(dāng)T T =20s,同理可得:D(z)二0J095226-0.0933z50衛(wèi)測業(yè)血2業(yè)打7根據(jù)控圖8 Dahlin控制系統(tǒng)的Simulink原理圖制系統(tǒng)原理框圖可得Simulink模型圖根