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文档简介

1、第五章 时间滞后 控制系统,时间滞后对系统性能的影响 时间滞后系统的控制方案,第一节引言,一、时间滞后对系统性能的影响 纯滞后 主要是由于物质或信号传输距离造成的。一般，对象的 时，为大时滞对象。,扰动通道时滞 仅使扰动量对被控量的影响推迟一个滞后时间 ，对系统性能无影响。 控制通道时滞的影响 降低系统的相对稳定性。,(-1, j0),二、解决方法 对大时滞对象，可以选择： 改进型常规控制方案 预估补偿方案 采样控制方案,第二节改进型常规控制方案,Wc,Wo,WD,R,C,_,+,Wc,Wo,WD / Wc,R,C,_,+,+,C,C,Z,等效对象,图中,(TD/KP)c(t),Wo 的阶跃响

2、应曲线 c(t) 时滞和惯性都较大； 的响应曲线 z(t) 的时滞和惯性较小，对象的动态性能得到改善。所以，改进型系统的动态性能也较好。,例、带导前微分信号的过热汽温控制系统,T2T,D,TC,T1T,FCE,qj,Id,IT1,IT10,T2,T1,qd,+,+,_,导前微 分信号,导前信号,IT2,过热器 1,过热器 2,u,引入导前微分信号可以减小控制通道的滞后，改善系统在二次扰动下的动态性能。,Wo2,Wo1,Wm 2,WD,Wm1,WC,Wv,T2,T1,-IT10,IT1,+,+,ID,IT2,f2( pj ),f1( qd、qy ),qj,u,Wo2,Wo1,Wm2,WD / W

3、c1,Wm1,T2,T1,-IT10,qj,+,Wc,Wz,+,+,ID,IT1,等效对象的输入为 qj，输出为 IT1+ID。,u,D,D,原对象的响应曲线 IT1 惯性和滞后大，等效对象的响应曲线 IT1ID 惯性和滞后较小。增加导前微分信号使系统动态性能得到较大改善。 稳态时 IT1IDIT100 其中 ID0， 所以IT1IT10 ，即 T1T10,第三节史密斯预估补偿方案,没有补偿环节的单回路系统，闭环传函,系统的稳定性和动态性能取决于特征方程，所以对象纯滞后 将影响系统的稳定性和动态性能。,Wc,Ws,Woe-s,+,+,R,C,等效对象的传函,预估补偿器传函,Wc,Wo,Woe-s,+,+,R,C,e-s,Ws,Wc,Wo,R,e-s,C,上图中，补偿系统的闭环传函 特征方程 补偿后，消除了纯滞后对稳定性和动态性能的影响。,例、加热器温度预估补偿系统,加热器,TC,Smith,TT,FCE,热流体 q1,冷流体 q2,混合流体 q,T,IT0,_,_,R,C,PID,加热器,通过试验测得对象数学模型为,仿真结果显示，p 和 tp、t s 都比单纯的PID 控制小得多。,第四节时滞系统控制方案比较,预估补偿方案 理论上，可以完全消除纯滞后对系统的影响；对

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