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.