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。

（3）方案分析与选择：

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：

其PID控制曲线为：其中KP=0.2，KI=1，KD

=0

其最小拍图形为：

由图像分析可知，系统在第一拍后达到稳定。