实验二--大林算法实验报告.doc

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1、实验二大林算法实验1.实验目的（1）理解大林算法的基本原理。（2）掌握大林算法的设计过程。2.实验仪器（1）MATLAB6.5软件一套（2）个人PC机一台3.实验原理在许多控制系统中，特别是过程控制系统中，由于物料能量的传递或能量物质的转换，使系统小的被控制量往往具有纯滞后特性，由自动控制理论可知，滞后特性的存在对自动控制系统是极其不利的，它使系统中控制决策的适应性降低甚至失效，造成控制系统的稳定性下降或者根本不能稳定。在工业生产中，大多数过程对象含有较大的纯滞后特性。被控对象的纯滞后时间使系统的稳定性降低，动态性能变坏，易引起超调和持续振荡。对象的纯滞后特

2、性给控制器的设计带来困难。一般地，当对象的纯滞后时间与对象的惯性时间常数之比超过0.5时，采用常规的PID控制很难获得良好的控制性能。因此，具有纯滞后特性的对象属于比较难以控制的一类对象，对其控制需采用特殊处理方法，即用大林算法可解决此问题。大林算法要求在选择闭环Z传递函数W(Z)时，采用相当于连续一阶惯性环节的W(Z)来代替最少拍多项式，如果对象有纯滞后，则W(Z)应包含有同样的纯滞后环节（闭环控制系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间）。带有纯滞后的控制系统如图1所示：图1带有纯滞后的控制系统被控对象传递函数为：目标传递函数为：大林算法所设计的控制器为

3、：，其中对于大林算法控制器D(Z)，计算机输入为E（Z），输出为U（Z），有：将D（Z）式写成差分方程，则有：。式中：～误差输入，四.实验步骤1.理解实验原理。2.采样周期为0.5s，依据实验给定的控制对象和设定的目标传递函数。借助MATLAB仿真软件，构造被控对象的传递函数模型，构造被控对象的离散化模型，构造被控对象离散化模型的分子、分母系数；构造目标系统传递函数模型，构造目标系统离散化模型，构造目标系统离散化模型的分子、分母系数；构造大林算法控制器表达式，构造大林算法控制器的分子、分母系数。3.调用dalin算法函数，实现带有纯滞后的控制系统的dalin

4、控制算法，在阶跃信号作用下，绘制带有纯滞后的控制系统的dalin控制器输出响应曲线图和带有纯滞后的控制系统输出响应曲线图。～计算机输出。五.实验报告内容1.在理论分析的基础上，给出dalin控制算法的详细设计步骤。2.根据给定的被控对象和目标传递函数，借助MATLAB仿真软件，编程实现基于该控制系统的dalin控制算法，画出带有纯滞后的控制系统的dalin控制器输出响应曲线图和带有纯滞后的控制系统输出响应曲线图。3.对照实验图形，分析实验结果，分析带有纯滞后的控制系统的稳定性以及是否有振铃现象产生，并说明原因。>>G=tf(1,[0.4,1],'inputD

5、elay',0.76);W=tf(1,[0.15,1],'inputDelay',0.76);dG=c2d(G,0.5,'zoh');dW=c2d(W,0.5,'zoh');dD=[dW/(1-dW)]*(1/dG);[num1,den1]=tfdata(dG,'v');[num,den]=tfdata(dD);[num,den]=tfdata(dD,'V');dalin(num1,den1,num,den,0.5)