純滯后控制
發(fā)布時(shí)間:2014/8/5 20:07:18 訪問次數(shù):1217
工業(yè)過程中的許多對(duì)象具有純滯后特性。例如,物料經(jīng)皮帶傳送到秤體,M1MA152WAT1G蒸汽在長管道內(nèi)流動(dòng)至加熱罐,都要經(jīng)過一定的時(shí)間后才能將控制作用送達(dá)被控量。這個(gè)時(shí)間滯后使控制作用不能及時(shí)達(dá)到效果,擾動(dòng)作用不能及時(shí)被察覺,會(huì)延誤了控制,引起系統(tǒng)的超調(diào)和振蕩。分析表明,時(shí)間滯后因素e…將直接進(jìn)入閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程,使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分困難,極易引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
研究表明,當(dāng)對(duì)象的純滯后時(shí)間丁與主過程對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)T之比,即r/T≥0.5時(shí),常規(guī)的PID控制很難獲得良好控制效果。長期以來,人們對(duì)純滯后對(duì)象的控制作了大量的研究,比較有代表性的方法有大林控制算法和施密斯預(yù)估控制算法。
大林( Dahlin)控制算法
1968年,美國IBM公司的大林(E。B.Dahlin)提出了一種控制算法,對(duì)被控對(duì)象具有純滯后的過程控制,具有良好的效果。
大林算法的基本形式
設(shè)有一階慣性的純滯后對(duì)象G(s)2: 其中T.為被控對(duì)象的時(shí)間常數(shù),T為純滯后時(shí)間,且下為采樣周期丁的整數(shù)倍,即丁= NT。
大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo):設(shè)計(jì)一個(gè)合適的數(shù)字控制器D(z),使系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)的作用下,整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為一個(gè)延遲環(huán)節(jié)(考慮系統(tǒng)的物理可實(shí)現(xiàn)性)和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)(使輸出平滑,解決超調(diào))相串聯(lián)的形式,即理想的閉環(huán)傳遞函數(shù)為西(s)2乏為閉環(huán)系統(tǒng)的等效時(shí)間常數(shù)。由于是在z平面上討論數(shù)字控制器的設(shè)計(jì),如采用零階保持器,且采樣周期為T,則整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)。
工業(yè)過程中的許多對(duì)象具有純滯后特性。例如,物料經(jīng)皮帶傳送到秤體,M1MA152WAT1G蒸汽在長管道內(nèi)流動(dòng)至加熱罐,都要經(jīng)過一定的時(shí)間后才能將控制作用送達(dá)被控量。這個(gè)時(shí)間滯后使控制作用不能及時(shí)達(dá)到效果,擾動(dòng)作用不能及時(shí)被察覺,會(huì)延誤了控制,引起系統(tǒng)的超調(diào)和振蕩。分析表明,時(shí)間滯后因素e…將直接進(jìn)入閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程,使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分困難,極易引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
研究表明,當(dāng)對(duì)象的純滯后時(shí)間丁與主過程對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)T之比,即r/T≥0.5時(shí),常規(guī)的PID控制很難獲得良好控制效果。長期以來,人們對(duì)純滯后對(duì)象的控制作了大量的研究,比較有代表性的方法有大林控制算法和施密斯預(yù)估控制算法。
大林( Dahlin)控制算法
1968年,美國IBM公司的大林(E。B.Dahlin)提出了一種控制算法,對(duì)被控對(duì)象具有純滯后的過程控制,具有良好的效果。
大林算法的基本形式
設(shè)有一階慣性的純滯后對(duì)象G(s)2: 其中T.為被控對(duì)象的時(shí)間常數(shù),T為純滯后時(shí)間,且下為采樣周期丁的整數(shù)倍,即丁= NT。
大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo):設(shè)計(jì)一個(gè)合適的數(shù)字控制器D(z),使系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)的作用下,整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為一個(gè)延遲環(huán)節(jié)(考慮系統(tǒng)的物理可實(shí)現(xiàn)性)和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)(使輸出平滑,解決超調(diào))相串聯(lián)的形式,即理想的閉環(huán)傳遞函數(shù)為西(s)2乏為閉環(huán)系統(tǒng)的等效時(shí)間常數(shù)。由于是在z平面上討論數(shù)字控制器的設(shè)計(jì),如采用零階保持器,且采樣周期為T,則整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)。