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：G (s)二應用Smith預估補償算法設計控制系統，并采用P128 圖 4-22。322s +60S+1_30 s ePID控制。原理圖參見課本(1)P127 圖 4-21 和表1衰減曲線法整定控制器參數經驗公式控制規(guī)律增益積分時間T (min)微分時間Td (min)PKpPI0.83 Kp0.5 TsPID1.25 Kp0.3 Ts0.1

2、Ts2. Dahlin算法的設計已知被控對象傳遞函數：2-10 sG (s)e(2)100s+1采樣周期為2s,選擇期望閉環(huán)傳遞函數中的時間常數分別為=5s, 10s, 20s,設計Dahlin控制器。原理圖參見課本 P129 4.3.2小節(jié)。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

3、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。SEfep23?+effla<iTr&ftJH&ortDel曲DitorgS PtD grTgiiier Trfliispofl口剛 GflinZfefdOrd占Tnsrr

4、缶r F(nliDldT l勺 orapjia3：»+«+1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）按式建立系統的Simulink模型，設計Dahlin控制器。改變期望閉環(huán)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 t =5s，根據計算公式可得此控制器如下：D(z)=0,3297ze*0.3232z50.03e3z6.0265z5-0z0z3-0z0.01306當=10S,同理可得:D(z)=O.1813z0-O.1777z5O.O396zD.O324z5-0zWOziOzO .00718D(z)=當=20s,同理可得：0,0e52zs0.0933z5 0.0396ze*0,0358z5-0z0z0z0z-0.00377根據控制系統原理框圖可得Simulink模型圖圖8 Dahlin控制系統的