大滞后控制系统的研究与设计

大滞后控制系统的研究与设计

摘 要

本文以大纯滞后为研究对象，对大纯滞后系统的控制器的设计作了系统的分析。着重探讨了大纯滞后系统的控制器设计，当系统的纯滞后时间与主要时间常数值之比小于0.3时，可以应用一般PID控制器，本文提出了一种比较实用的一阶大纯滞后被控对象的PID控制器设计方法，仿真结果表明，这种方法是行之有效的。但是，当系统的纯滞后时间与主要时间常数值之比大于或等于0.3，或者当系统的纯滞后时间比较长时，一般PID控制器的控制效果就比较差，在这种情况下，一般采用Smith预估控制器，可以取得较好的控制效果。

关键词：大滞后系统 ；PID控制器 ；Smith预估控制器

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 III

1.1 课题的背景和意义 1

1.1.1 PID控制的优点 1

1.1.2 传统PID控制的局限性 2

1.1.3 大滞后控制算法研究的意义 2

1.2 大滞后系统过程控制的特点 4

1.3 本文的主要工作 4

第2章 控制器的设计 5

2.1 PID调节器 5

2.1.1 引言 5

2.1.2 PID控制的基本原理 5

2.1.3 PID的发展历程 8

2.1.4  PID调节器的分析 10

2.2 Smith预估补偿控制 10

2.2.1 引言 10

2.2.2 Smith预估补偿的基本原理 11

2.2.3 Smith预估补偿器的设计 13

2.3大滞后系统的微型计算机控制 15

2.3.1 引言 15

2.3.2计算机控制系统的原理 16

2.3.3 控制器的离散算法 17

第3章 仿真结果与分析 21

3.1 常规PID与Smith预估补偿的仿真结果 21

3.2 小结 30

结 论 31

致谢词 32

参考文献 33