东南大学计算机控制技术实验报告五

东南大学自动化学院

实 验 报 告

课程名称： 计算机控制技术

第 五 次实验

实验名称： 具有纯滞后系统的大林控制 院 （系）： 自动化 专 业： 自动化 姓 名：

学 号：

同组人员： 实验时间： 2017 年 5 月 3 日 评定成绩： 审阅教师：

《计算机控制技术》实验报告 学号 08014102

目 录

一．实验目的······························································ 3 二．实验设备······························································ 3 三．实验原理······························································ 3 四．实验步骤······························································ 4 五．实验结果······························································ 6

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《计算机控制技术》实验报告 学号 08014102

一、实验目的

1．了解大林控制算法的基本原理；

2．掌握用于具有纯滞后对象的大林控制算法及其在控制系统中的应用。

二、实验设备

1．THBDC-1型 控制理论·计算机控制技术实验平台 2．PCI-1711数据采集卡一块

3．PC机1台(安装软件“VC++”及“THJK_Server”)

三、实验原理

在生产过程中，大多数工业对象具有较大的纯滞后时间，对象的纯滞后时间?对控制系统的控制性能极为不利，它使系统的稳定性降低，过渡过程特性变坏。当对象的纯滞后时间

?与对象的惯性时间常数T1之比，即?/T1?0.5时，采用常规的比例积分微分（PID）控制，

很难获得良好的控制性能。长期以来，人们对纯滞后对象的控制作了大量的研究，比较有代表性的方法有大林算法和纯滞后补偿(Smith预估)控制。

本实验以大林算法为依据进行研究，大林算法的被控对象是带纯滞后的一阶或二阶惯性环节。即

Ke??s G(s)?T1s?1Ke??s或 G(s)?

(T1s?1)(T2s?1)本实验被控对象为带纯滞后的一阶惯性环节。

式中：?为纯滞后时间，为方便起见假设为采样周期T的整数倍

??NT

大林算法的主要设计目标是系统在单位阶跃输入作用下，整个闭环系统的传递函数相当

于一个延迟环节和一个惯性环节相串联。即

e??s H(s)? （5-1）

T0s?1要求整个闭环系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。

与H(s)相对应的闭环系统脉冲传递函数为

1?e?sTe?NTsH(z)?Z[?]

sT0s?13

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?z?N1(1?z?1)Z[ ]s(T?1)0s(1?e?TT0?z?N(1?z)?1)z??1TT0?(1?e?TT0?)z?(N?1)TT0 （5-2）

(1?z?1)(1?ez?1)1?ez?1

将上式代入式D(z)?1H(z)中，得 ?G(z)1?H(z)D(z)?(1?eG(z)[1?e?TT0?TT0)z?(N?1)?TT0 （5-3）

z?1?(1?e)z?(N?1)]当对象为一阶惯性环节加纯滞后时

1?e?sTKe?NTsG(z)?Z[?]

sT1s?1?Kz?N(1?z?1)Z[1]

s(T1s?1)(1?e?TT1 ?Kz?N(1?z)?1)z?1?TT1

(1?z?1)(1?ez?1) ?Kz?(N?1)(1?e??TT1)1?eTT1 （5-4）

z?1将式（5-4）代入式（5-3）得一阶惯性环节的控制器的D(z)为

D(z)?K(1?e由上式，控制算法为

T?T0T?T0(1?e?TT1?TT0?)(1?ez?1)z?1?(1?e?TT0?TT1)[1?eTT0

)z?(N?1)]u(k)?eu(k?1)?(1?e)u(k?N?1)?1?e?TT0T?T1e(k)?)(1?e?TT0)e?TT1K(1?eK(1?eT?T1e(k?1)

)四、实验步骤

1、仔细阅读“PCI-1711数据采集卡驱动函数说明.doc”和“THJK-Server软件使用说明.doc”

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