大林算法实验

大林算法
一．实验要求
1．了解和掌握数字控制器的原理和直接设计方法。
2．了解和掌握用Z传递函数建立后向差分方程的方法。
3．完成对大林算法控制系统的设计及控制参数Ki、Pi的计算。
4．理解和掌握大林算法中有关振铃产生的原因及消除的方法。
5．观察和分析大林算法控制系统的输出波形是否符合设计要求。
二．实验原理及说明
大林算法是针对工业生产过程中含有纯滞后的被控对象所研究的控制算法，即在调节时间允许的情况下，要求系统没有超调量或只有在允许范围中的很小的超调量。大林算法的设计目标是设计一个数字调节器，使整个闭环系统所期望的传递函数相当于一个延迟环节和一个惯性环节的串联，并期望整个闭环系统的纯滞后时间和被控对象的滞后时间相同，并且，纯滞后时间与采样周期是整数倍关系。
大林算法振铃现象及其消除方法
振铃现象是指数字控制器的输出以接近1/2采样频率的频率大幅度衰减振荡。振铃现象产生的根源在于Q(z)中z= -1附近有极点。极点在z= -1时最严重，离z= -1越远，振铃现象就越弱。如在单位圆内右半平面有零点时，会加剧振铃现象；而在左半平面有极点时，则会减轻振铃现象。
大林提出消除振铃消除的方法是：在不改变校正后闭环系统的时间常数 ，找出数字控制器D(z)中引起振铃现象的因子，把振铃因子中z=1，使之消除振铃现象。 0T
Ⅰ 有明显振铃现象的大林算法及振铃消除
一、实验要求
选择适当的参数，使系统有明显的振铃现象，分析参数对系统输出的影响。
二、实验原理及说明
搭建如图6-2系统，其被控对象由一个惯性环节（A6单元）组成。
惯性环节（A6单元）的惯性时间常数 T=R1*C1=1.2S，增益K=R1/R2=10。
根据设计要求，确定D(z)的各个参数：
（1）采样周期 T=0.4S （2）放大倍数 K=10
（3）被控对象的时间常数=1.2S （4）校正后闭环系统的时间常数=0.4S 1T0T
（5）被控对象的纯滞后时间t 为采样周期T的倍数 （6）延迟系数：L=1
以上各参数代入式6-7，计算得数字控制器的脉冲传递函数D(z)：