大林算法實(shí)驗(yàn)

大林算法
一．實(shí)驗(yàn)要求
1．了解和掌握數(shù)字控制器的原理和直接設(shè)計(jì)方法。
2．了解和掌握用Z傳遞函數(shù)建立后向差分方程的方法。
3．完成對大林算法控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及控制參數(shù)Ki、Pi的計(jì)算。
4．理解和掌握大林算法中有關(guān)振鈴產(chǎn)生的原因及消除的方法。
5．觀察和分析大林算法控制系統(tǒng)的輸出波形是否符合設(shè)計(jì)要求。
二．實(shí)驗(yàn)原理及說明
大林算法是針對工業(yè)生產(chǎn)過程中含有純滯后的被控對象所研究的控制算法，即在調(diào)節(jié)時間允許的情況下，要求系統(tǒng)沒有超調(diào)量或只有在允許范圍中的很小的超調(diào)量。大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個數(shù)字調(diào)節(jié)器，使整個閉環(huán)系統(tǒng)所期望的傳遞函數(shù)相當(dāng)于一個延遲環(huán)節(jié)和一個慣性環(huán)節(jié)的串聯(lián)，并期望整個閉環(huán)系統(tǒng)的純滯后時間和被控對象的滯后時間相同，并且，純滯后時間與采樣周期是整數(shù)倍關(guān)系。
大林算法振鈴現(xiàn)象及其消除方法
振鈴現(xiàn)象是指數(shù)字控制器的輸出以接近1/2采樣頻率的頻率大幅度衰減振蕩。振鈴現(xiàn)象產(chǎn)生的根源在于Q(z)中z= -1附近有極點(diǎn)。極點(diǎn)在z= -1時最嚴(yán)重，離z= -1越遠(yuǎn)，振鈴現(xiàn)象就越弱。如在單位圓內(nèi)右半平面有零點(diǎn)時，會加劇振鈴現(xiàn)象；而在左半平面有極點(diǎn)時，則會減輕振鈴現(xiàn)象。
大林提出消除振鈴消除的方法是：在不改變校正后閉環(huán)系統(tǒng)的時間常數(shù) ，找出數(shù)字控制器D(z)中引起振鈴現(xiàn)象的因子，把振鈴因子中z=1，使之消除振鈴現(xiàn)象。 0T
Ⅰ 有明顯振鈴現(xiàn)象的大林算法及振鈴消除
一、實(shí)驗(yàn)要求
選擇適當(dāng)?shù)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>參數(shù)，使系統(tǒng)有明顯的振鈴現(xiàn)象，分析參數(shù)對系統(tǒng)輸出的影響。
二、實(shí)驗(yàn)原理及說明
搭建如圖6-2系統(tǒng)，其被控對象由一個慣性環(huán)節(jié)（A6單元）組成。
慣性環(huán)節(jié)（A6單元）的慣性時間常數(shù) T=R1*C1=1.2S，增益K=R1/R2=10。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定D(z)的各個參數(shù)：
（1）采樣周期 T=0.4S （2）放大倍數(shù) K=10
（3）被控對象的時間常數(shù)=1.2S （4）校正后閉環(huán)系統(tǒng)的時間常數(shù)=0.4S 1T0T
（5）被控對象的純滯后時間t 為采樣周期T的倍數(shù) （6）延遲系數(shù)：L=1
以上各參數(shù)代入式6-7，計(jì)算得數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)：