PID算法在Matlab串级控制中的应用
自114 1112002039 陈艳
前言：这个专题是由王娟老师给我们授课，我感觉收获挺大的，尤其是matlab仿真软件的使用，为我以后的实验课打下良好的基础。
基于MATLAB的串级控制系统
研究的对象是一个串联式双容无自衡液位过程，液料流量从上方进料管流进液料贮槽S1 ，贮槽S1的液料经管道流人液料贮槽S2，贮槽S2的泄流管与调速泵相连，液料排出量大小受变频调速器控制．令该变频调速器工作频率恒定，则贮槽S2即构成一个积分时间常数不变的积分环节．现在工艺要求控制贮槽S 的液体料位^为某一定值，即以^为被控量．若选择高位贮槽S1，的进料体积流量q为控制变量，则此双容液位过程的数学模型结构式如下：
从模型可知，该系统是一个有时间延迟的无自衡二阶系统，自身不稳定．若按单回路方法设计控制系统，则因作用于系统的扰动要经过一个滞后时间才能使被控量有所反应，而调节器的控制作用又不能及时反映出来，因此将导致控制过头，产生振荡．理论分析表明，用单回路方法对上述过程进行控制是难以奏效的．该分析结果，也得到实验证实，经现场反复调试得知，在有干扰作用或给定值变化的情形下，系统是无法稳定的．而且由于该串联式双容无自衡液位过程两贮槽串联而存在容量滞后，这些因素致使单回路控制方案难以实施．与单回路方案相比，串级控制系统具有明显优点，在克服容量滞后和纯滞后对控制质量的影响方面有其独到之处，据此设计了如图1所示的串级控制系统．
