干燥器的数学模型为Gp(s)=(2/(30s+1))*e^-30s,试设计大时延控制系统,具体要求如下: 微分先行+Smith预估的控制效果,给出相应的闭环控制系统原理图,包括调节阀的选择、控制器参数整定。 2、进行仿真实验,比较系统的跟踪性能和抗干扰性能;
时间: 2024-02-16 10:00:40 浏览: 178
好的,以下是一个基于微分先行+Smith预估的控制方案,用于设计干燥器的大时延控制系统:
1. 控制系统原理图
```
_________
| |
u(t) ___| |____________
| | Gp(s) | |
| |_________| |
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| _________ |
| | | |
|____| Gc(s) |____|
|_________|
|
v
y(t)
```
其中,u(t)为控制器的输入,y(t)为控制器的输出,Gp(s)为干燥器的数学模型,Gc(s)为控制器的传递函数。
2. 调节阀的选择
根据干燥器的实际情况,可以选择适当的调节阀进行流量控制,以调节干燥器的干燥效果。
3. 控制器参数整定
根据微分先行+Smith预估的控制方案,控制器的传递函数可以表示为:
```
Gc(s) = K*(1+Tfs)/(Ts)
```
其中,K为比例系数,Tf为微分先行时间常数,T为控制器时间常数,s为复变量。
为了确定控制器的参数,可以采用经典的Ziegler-Nichols整定法,具体步骤如下:
Step 1: 将控制器的比例系数K和微分先行时间常数Tf设置为0,将控制器的时间常数T设置为一个较大的初值。
Step 2: 逐渐增加控制器的比例系数K,观察系统的响应特性,直到系统出现稳态误差。
Step 3: 根据出现稳态误差时控制器的比例系数K和时间常数T计算出控制器的临界增益Kc和临界周期Tc。
Step 4: 根据临界增益Kc和临界周期Tc,计算出比例系数K、微分先行时间常数Tf和时间常数T:
```
K = 0.6*Kc
Tf = 0.5*Tc
T = 0.125*Tc
```
4. 仿真实验
使用MATLAB等仿真软件,建立干燥器的数学模型和控制器的传递函数,并进行仿真实验。比较系统的跟踪性能和抗干扰性能,对仿真结果进行分析和优化。
需要注意的是,以上步骤仅为基本设计步骤,具体设计细节需要根据实际情况进行调整和优化。
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