純滯后系統(tǒng)的大林控制器設(shè)計(jì)與仿真-畢業(yè)論文

1、純滯后系統(tǒng)的大林控制器設(shè)計(jì)與仿真第1頁共9頁純滯后系統(tǒng)的大林控制器設(shè)計(jì)與仿真純滯后系統(tǒng)的大林控制器設(shè)計(jì)與仿真摘要:深度研究大林算法的原理，及其數(shù)字控制器的基本形式，和振鈴現(xiàn)象。然后使用大林控制器，對(duì)純滯后系統(tǒng)中的各種參數(shù)取不一樣的數(shù)值時(shí)，進(jìn)行Matlab仿真。通過Matlab仿真分析的結(jié)果，可以得出這些參數(shù)改變時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)的影響，結(jié)果表明，對(duì)于純滯后系統(tǒng)的控制問題，采用該算法設(shè)計(jì)的大林控制器可以得到更好的控制效果。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:大林算法

2、，純滯后，Matlab1緒論緒論在許多控制系統(tǒng)中，由于能量物質(zhì)之間轉(zhuǎn)換或物料之間傳遞，使系統(tǒng)小的被控制量很多時(shí)候具備純滯后特性，從自動(dòng)控制理論中可知，純滯后特性對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)是十份不利的，它讓系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，動(dòng)態(tài)特性變壞。在現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中多采用經(jīng)典控制來對(duì)滯后特性進(jìn)行有針對(duì)的控制。經(jīng)典的控制方法就是針對(duì)時(shí)滯系統(tǒng)控制問題提出并且應(yīng)用的最早的控制方法，主要包括自整定PID控制、Smith預(yù)估控制和大林算法這幾種方法。這些方法的理論雖

3、然比較簡單，但是能夠有比較好的控制效果在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中。本文主要講述用大林算法來控制純滯后系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。2大林算法大林算法2.1大林算法原理大林算法原理大林算法是IBM公司的大林在1968年提出的一種控制算法，是針對(duì)包括純滯后的工業(yè)生產(chǎn)過程。這個(gè)算法的目的便是要使整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)等價(jià)于一個(gè)帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)。這個(gè)算法具備良好的控制成果[1]。大林算法是在抉擇閉環(huán)Z傳遞函數(shù)的時(shí)候，采納和最少拍多項(xiàng)式一樣的連續(xù)一階慣性環(huán)

4、節(jié)的W(z)來替代他。假定對(duì)象有純滯后，則W(z)也包含有一樣的純滯后環(huán)節(jié)（便是要求被控對(duì)象的純滯后時(shí)間和閉環(huán)控制系統(tǒng)的純滯后時(shí)間相等）[2]。不管是對(duì)一階慣性對(duì)象還是對(duì)二階慣性對(duì)象，大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)便是要設(shè)計(jì)一個(gè)適合的數(shù)字控制器，使閉環(huán)傳遞函數(shù)同等于是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)與一個(gè)純滯后環(huán)節(jié)的串聯(lián)[2]，其中的被控對(duì)象的純滯后時(shí)間與純滯后環(huán)節(jié)的滯后時(shí)間全部相同，這樣就能保障使系統(tǒng)不會(huì)迸發(fā)超調(diào)，同時(shí)也保護(hù)了其穩(wěn)定性。整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為1)(

5、???sesWNts?（1）純滯后系統(tǒng)的大林控制器設(shè)計(jì)與仿真第3頁共9頁（5）其中...1...1)(22112211???????????zazazbzbzQ（6）那么，根據(jù)振鈴的定義，可得1111)1(1RAbaab??????（7）（1）被控對(duì)象若是具有含純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)的話，這個(gè)大林算法求得的數(shù)字控制器為??)1(11)1(1)1()1)(1()(11????????????????NTTTTTzezeekzeezD????

6、?（8）上述的振鈴幅度為??TTeeRA????（9）數(shù)字控制器D(z)能夠表示為)1)](...)(1(1)[1()1)(1()(121111???????????????????zzzzeekzeezDNTTTT????（10）有可能導(dǎo)致振鈴現(xiàn)象的因素為)...)(1(121NTzzze??????????（11）顯然，當(dāng)N=0的時(shí)候，這個(gè)因子是不會(huì)引起振鈴現(xiàn)象的。當(dāng)N=1的時(shí)候，則會(huì)有極點(diǎn))1z?Te????（，如果T???，則z