? ?純滯后對(duì)象控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ----Dahlin算法和Smith預(yù)估

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1．理解具有純滯后的溫度控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和工作特點(diǎn)；

2．理解Dahlin（大林）算法的工作原理，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)，并與PID控制器進(jìn)行控制效果對(duì)比；

3．理解Smith預(yù)估控制的工作原理，并拓展分析模型精度對(duì)系統(tǒng)控制性能的影響；

4．能夠運(yùn)用MATLAB/Simulink軟件對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行正確建模并對(duì)模塊進(jìn)行正確的參數(shù)設(shè)置；

5．掌握計(jì)算機(jī)控制仿真結(jié)果的分析方法。

二、實(shí)驗(yàn)工具：

MATLAB軟件（6.1以上版本）。

三、實(shí)驗(yàn)原理

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

(1)以具體含純滯后環(huán)節(jié)的系統(tǒng)實(shí)例，完成Dahlin控制器和Smith預(yù)估器的設(shè)計(jì)。

(2)完成Dahlin算法控制器的系統(tǒng)仿真。

(3)完成Smith預(yù)估器的系統(tǒng)仿真

clear all;

close all;

ts=0.5;

sys1=tf([1],[0.4,1],'inputdelay',0.76);

dsys1=c2d(sys1,ts,'zoh')

[num1,den1]=tfdata(dsys1,'v');

sys2=tf([1],[0.15,1],'inputdelay',0.76);

dsys2=c2d(sys2,ts,'zoh');

Z=[0;0;0.2865];P=[-0.5813];G=zpk(Z,P,1/0.4512,'Ts',0.5);

dsys=G*dsys2/(1-dsys2);

[num,den]=tfdata(dsys,'v');

u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0;u_4=0.0;u_5=0.0;

y_1=0.0;

error_1=0.0;error_2=0.0;error_3=0.0;

ei=0;

for k=1:1:50

time(k)=k*ts;

??

rin(k)=1.0;??

yout(k)=-den1(2)*y_1+num1(1)*u_2+num1(2)*u_3;

error(k)=rin(k)-yout(k);

M=1;

if M==1? ? ? ??

u(k)=num(1)*error(k)+num(2)*error_1+num(3)*error_2+num(4)*error_3...

? ? ?-den(4)*u_1-den(5)*u_2-den(6)*u_3-den(7)*u_4-den(8)*u_5;

elseif M==2? ? %Using PID Method

ei=ei+error(k)*ts;

u(k)=1.0*error(k)+0.10*(error(k)-error_1)/ts+0.50*ei;

end

u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);

y_1=yout(k);

error_3=error_2;error_2=error_1;error_1=error(k);

end

plot(time,rin,'b',time,yout,'r');

xlabel('time(s)');ylabel('rin,yout');