純滯后系統(tǒng)控制方法及其實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究.pdf

1、純滯后系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中是廣泛存在的，精確控制難度較大。因此，純滯后系統(tǒng)是控制理論研究的一個(gè)重要領(lǐng)域，特別是很多溫度、流量等控制系統(tǒng)都是具有純滯后的系統(tǒng)，對(duì)它的研究有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義；針對(duì)這一問(wèn)題，本文探討了幾種較為成熟的純滯后系統(tǒng)常規(guī)控制方法，并將模糊控制方法與大林算法結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)了一種模糊自適應(yīng)大林算法控制器，以WK-Ⅰ型溫度控制實(shí)驗(yàn)裝置為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)幾種常規(guī)控制方法和模糊控制方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并把研究結(jié)論應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)

2、，指導(dǎo)學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)，正確驗(yàn)證理論教學(xué)知識(shí)，達(dá)到認(rèn)識(shí)-實(shí)踐-再認(rèn)識(shí)的教學(xué)目的，取得了良好的教學(xué)效果。
　　 首先，本文分析了純滯后系統(tǒng)的特點(diǎn)，介紹了WK-Ⅰ型溫度控制實(shí)驗(yàn)裝置，簡(jiǎn)要說(shuō)明了其構(gòu)成，根據(jù)其物理特性，以階躍響應(yīng)曲線為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算法測(cè)取到其近似傳遞函數(shù)的有關(guān)參數(shù)，并依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)整定公式整定PID控制器的PID參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行了基本PID控制算法實(shí)驗(yàn)研究，根據(jù)研究結(jié)果設(shè)計(jì)了PID控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，說(shuō)明了PID參數(shù)的調(diào)整方

3、法，指出了實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)。
　　 其次，由于被控對(duì)象具有純滯后，影響了PID控制的性能，文中討論了幾種常規(guī)改進(jìn)算法，即積分分離PID算法、微分先行PID算法，還討論了Smith預(yù)估補(bǔ)償算法和大林算法，分析了它們的基本原理，深入研究了它們的控制性能，并以WK-Ⅰ型溫度控制實(shí)驗(yàn)裝置為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，把研究結(jié)果應(yīng)用實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程指導(dǎo)。
　　 最后，總結(jié)了基于數(shù)學(xué)模型的常規(guī)控制方法所固有的缺點(diǎn)，如對(duì)模型變化

4、比較敏感，抗干擾能力差，因此本文又研究了不需數(shù)學(xué)模型的模糊控制方法，介紹了模糊控制的基本原理，說(shuō)明了模糊控制器的設(shè)計(jì)步驟，輸入變量的量化方法，輸出變量的調(diào)節(jié)方法，基于WK-Ⅰ型溫度控制對(duì)象，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的模糊控制器，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究；在此基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了一種新型控制器：模糊自適應(yīng)大林算法控制器，應(yīng)用于WK-Ⅰ型溫度控制對(duì)象的控制，取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果，把此算法應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，設(shè)計(jì)了一個(gè)新型實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生既學(xué)習(xí)了模糊控制方法，又加