计算机控制技术大作业2
宁波大学答题纸
（2012—2013学年第2学期）
课号：课程名称：计算机控制技术改卷教师：史旭华
学号：116040069姓名：覃坤勇得分：
大作业（二）
下图为氧化炉对象，工艺要求氧化炉内的反应温度恒定，一般通过氧化炉的氨气和氧气比恒定来实现，但氨管压力波动会影响氨气流量变化，空气含氧量会随环境发生变化。被控量为氧化炉温度，调节量为氨气管道阀门
1、确定被控对象，输出量和控制参数
2、给出对象模型的建立方法
3、如对象具有一阶惯性和纯滞后，给出合适的控制方案
4、给出MATLAB下的最少拍和PID控制的对比效果
答：
（1）被控对象：氧化炉；输出量：氧化炉内温度；控制参数：氨空比；
（2）对象模型的建立方法为：首先视整个氧化炉系统为一个“黑箱子”，先给定一个阶跃的输入函数，测量出其输出的响应曲线，然后观察其响应曲线，确定其超调量，调节时间等参数，可以按照我们已知的数学模型拟合出我们所需要的数学模型。而且在确定其控制对象后，控制方法的参数可以用扩充临界比例法和扩充响应曲线法调整。而扩充临界比例法需要系统闭环运行，而且要将比例系数调整到使得系统产生等幅振荡，在这个场合是不允许的；而扩充响应曲线法不需要系统闭环运行，只需在开环状态下测定系统的阶跃响应曲线。为此，在实际应用时，可以使用扩充响应曲线法整定参数。
计算机控制技术大作业2全文共1页，当前为第1页。
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（3）方案分析与选择：
控制算法
效果
模拟化数字PID控制
控制复杂且效果不一定好，当θ/Tm（最大时间常数）0.5时，采用常规PID控制难以得到良好的控制
Smith纯滞后补偿控制
将模型加入到反馈控制系统中，有延迟的一部分用于抵消被延迟了θ的被控量，无延迟部分反映到调节器，让调节器提前动作，从而可明显地减少超调量和加快调节过程。但是该方式对系统受到的负荷干扰无补偿作用，且控制效果严重依赖于对象的动态模型精度，特别是纯滞后时间
达林算法
针对多数工业过程具有纯滞后特性，解决θ/Tm0.5时常规PID控制的难题，能使被控对象输出没有超调量或超调量很小
由于被控对象具有纯延时特性，导致控制系统的稳定性降低，过渡过程变坏，采用常规PID算法难以获得良好的系统性能，而Smith纯滞后补偿控制法对于对象的动态模型精度依赖严重，因此使用达林算法。
（4）首先确立其对象模型为
其广义传递函数为
其simulink图形为：
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其PID控制曲线为：其中KP=0.2，KI=1，KD=0
其最小拍图形为：
计算机控制技术大作业2全文共3页，当前为第3页。由图像分析可知，系统在第一拍后达到稳定。
计算机控制技术大作业2全文共3页，当前为第3页。