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文檔簡介

1、 實驗三 基于Matlab的純滯后控制系統設計一、實驗目的1) 學習使用simulink進行Smith預估補償控制的設計方法。2) 學習使用simulink實現Dahlin算法的設計方法。二、實驗原理1. Smith預估補償控制的設計已知被控對象傳遞函數： (1)應用Smith預估補償算法設計控制系統，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經驗公式控制規律增益積分時間(min)微分時間(min)PPI0.830.5PID1.250.30.12. Dahlin算法的設計已知被控對象傳遞函數： (2)采樣周期為2s，選擇期望閉環傳遞函數

2、中的時間常數分別為T=5s，10s，20s，設計Dahlin控制器。原理圖參見課本P129 小節。三、實驗內容1) 按式(1)建立系統的Simulink模型，應用Smith預估補償算法設計控制系統，消除滯后時間的影響，并整定好PID參數。與同一PID控制器對無滯后的被控對象控制結果相比較，記錄實驗曲線。據Smith預估補償算法建立滯后系統的Simulink模型原理圖：圖1 系統的Simulink模型仿真圖圖2 控制系統整定好PID參數的曲線圖b）與同一PID控制器對無滯后的被控對象控制結果相比較圖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

3、的仿真曲線圖2）與同一被控對象不帶Smith預估補償器的PID控制系統相比較，觀察仿真結果，記錄實驗曲線。不帶Smith預估補償器的PID控制系統Simulink仿真圖如下仿真圖如下：圖5 不帶Smith預估補償器的PID控制系統曲線圖當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(2)建立系統的Simulink模型，設計Dahlin控制器。改變期望閉環傳遞函數中的時間常數，觀察不同的仿真結果，記錄實驗曲線。答：按式(2)建立系統的數字控制器函數，當T=5s，根據計算公式可得此控制器如下：D(z)=當T=10s，同理可得：D(z)= 當T=20s，同理可得：D(z)=根據控制系統原理框圖可得Simulink模型圖圖8 Dahlin控制系統的Simulink原理圖根據圖8，

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