第五章(一) 纯滞后控制技术--达林(DAHLIN)算法(全).pdf

第五章(一) 纯滞后控制技术 --达林(DAHLIN)算法 2014-2-26 1 主要内容： 过程纯延迟对控制质量的影响 达林算法 振铃（Ringing）现象及其消除 2014-2-26 2 前言 在控制系统应用中，纯滞后环节往往是影响系统动态 特性的不利因素。工业过程中如钢铁，热工和化工过程中 往往会有纯滞后环节。对这类系统，控制器如果设计不当， 常常会引起系统的超调和持续振荡。 由于纯延迟的存在，使被控量对干扰、控制信号不能 即时的反映。即使调节机构接受控制信号后立即动作，也 要经过纯延时间τ后才到达被控量，使得系统产生较大的 超调量和较长的调节时间。当τ=0.5T （T为对象的时间常 数）时，实践证明用PID控制很难获得良好的控制品质。 2014-2-26 3 前言 对这类具有纯滞后环节系统的控制要求，快速性往往 是第二位的，通常要求系统稳定，要求系统的超调量要小， 而调整时间允许在较多的采样周期内结束。 这样的一种大时间滞后系统采用PID控制或采用最少拍 控制，控制效果往往不好。本节介绍能满足上述要求的一种 直接数字控制器设计方法 ——达林(Dahlin)算法 1968年，美国IBM公司DAHLIN提出。 2014-2-26 4 过程纯延迟对控制质量的影响 纯延迟是某些物理系统常有的一种性质。由于它的存 在，系统对输入信号的响应被推迟了。所谓纯延迟，是指 在输入信号作用后，看不到系统对输入信号响应的这段时 间。它与输入信号无关，量纲为时间。 当物质和能量沿着特定的路径传输时，就会出现纯延 迟。路径的长度和运动速度是构成纯延迟的因素。 纯延迟都是由于传输才引起的，故称为传输滞后。 2014-2-26 5 过程纯延迟对控制质量的影响 2014-2-26 6 达林算法 2014-2-26 7 达林算法 达林算法的设计思想：设计一个合适的数字控制器，使整个 闭环系统相当于一个延迟环节和一个一阶惯性环节相串联。 并期望整个闭环系统的纯滞后时间与被控对象的纯滞后时间 相同。即系统的闭环传递函数可预期为： 式中: Tτ为闭环系统的时间常数，实际使用时需要整定；τ为 纯滞后时间，与被控对象的相同，并且与采样周期T有整数 倍的关系τ=NT(N=1,2,…) 。 2014-2-26 8 达林算法 2014-2-26 9 达林算法 2014-2-26