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实验二 纯滞后控制实验姓名： 学号： 班级：1. 实验目的与要求 （1）掌握应用大林算法进行纯滞后系统D(Z)的设计； （2）掌握纯滞后系统消除振铃的方法。2. 实验设备 （1）硬件环境 微型计算机一台，pentium4以上各类微机 （2）软件平台 操作系统：Windows 2000 MATLAB6.0以上仿真软件。3. 实验原理在一些工业过程（如热工、化工）控制中，由于物料或能源的传输延时，许多被控制对象具有纯滞后性质。例如，一个用蒸汽控制水温的系统，蒸汽量的变化要经过长度为L的路程才能反映出来。这样，就造成水温的变化要滞后一段时间（=L/v，v是蒸汽的速度）。对象的这种纯滞后性质常会引起系统产生超调和振荡。因此，对于这一类系统，采用一般的随动系统设计方法是不行的，而用PID控制往往效果也欠佳。本实验采用达林算法进行被控对象具有纯滞后系统设计。设被控对象为带有纯滞后的一阶惯性环节，大林算法的设计目标是使整个闭环系统所期望的传函，相当于一个延时环节和一个惯性环节相串联，即 ，该算法控制将调整时间的要求放在次要，而超调量小甚至没有放在首位。控制原理如图2.1，其中：采样周期t=1秒，期望传递函数=2秒，被控对象；输入信号为单位阶跃信号。图2.1 纯滞后系统控制原理图应用大林算法进行纯滞后系统D(Z)控制器的设计，进行系统分析。4. 实验内容与步骤（1） 按照纯滞后控制系统要求设计D(Z)；（2） 按照系统原理图，在simulink下构造系统结构图模型；（3） 作出系统在尤振铃和消除振铃的仿真波形，表明参数，打印结果（包括系统的输出和控制器的输出）。5. simulink仿真原理图及其波形1） 有振铃控制原理图及波形图2.2 有振铃的D(Z)控制原理图系统输出波形为：图2.3 系统输出波形控制器的输出波形：图2.4 控制器的输出波形2） 消除振铃后控制原理图及波形图2.5 消除振铃后系统的控制原理图系统输出波形为：图2.6 系统的输出波形控制器的输出波形：图2.7 控制器的输出波形6. 思考与分析（1） 纯滞后系统对阶跃信号有无超调？为什么？ 答：纯滞后系统对阶跃输入信号不但有较大的超调，而且还容易振荡。（2） 纯滞后控制与PID控制有什么区别?消除振铃前后系统输出有什么不同？ 答：PID控制:比例控制能迅速反应误差，从而减小稳态误差。积分控制的作用是，只要系统有误差存在，积分控制器就不断地积累，输出控制量，以消除误差。微分控制可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。纯滞后控制:对给定的水位及温度对象设计相应的监控系统，可以对被控过程进行全面的监测及控制。试验结果表明，由于对象存在较大的纯滞后，采用单回路PID控制效果不佳。但常规单回路P
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