出現在硅碳棒控制系統的不同位置
滯后環節可能會出現在硅碳棒控制系統的不同位置,如主要過程可能涉及長距離的液體傳輸,或包含長時間的潛伏期;測量裝置可能需要較長的時間間隔才能完成采樣和分析,如氣相色譜儀;執行器可能需要一定的時間產生執行信號。下面分析滯后環節出現的位置對系統的動態特性的影響。圖2.3是硅碳棒控制系統框圖。其中G(S)是控制器傳遞函數,Go(s)是廣義對象前向通道的傳遞函數,Gm(S)是廣義對象反饋通道的傳遞函數,GF(S)是干擾通道的傳遞函數。下面分別出現在Go(S).Gm(S)或G(S)中的滯后環節對過程控制品質的影響。可以看到,系統的總滯后是由組成閉環的各環節滯后疊加而成,即z=zy+zh擾動通道的滯后z、不在其中。系統的閉環特征方程是:因此,出現在閉環任一個環節中的滯后都會引起開環系統的增益增大,這樣其幅相特性曲線就有可能包圍(-1,j0點,同時由于等效滯后時間的增大,使得閉環響應對周期性擾動更為敏感,從而使系統更接近穩定邊界,包圍(-1,j0點的可能性更大,這樣就降低了系統的穩定性,使系統的超調量增大,造成閉環系統的動態品質變差。對于出現在干擾通道的時間滯后,不處于閉環回路中,它相當于干擾在T時刻后作用于系統。因此它的大小不會影響系統的開環頻率特性,也不會影響閉環系統的穩定性,也不影響控制質量。
硅碳棒時滯系統的控制一直是一個很有挑戰性的難題,而且專家在這方面也進行了大量的研究。總的來說時滯補償方法可以分為三大類:一是通過最優化控制器參數的補償方法。這類方法不需要改變控制器的結構,試圖尋找更適合的參數來補償時滯;二是通過優化控制器的結構來實現時滯的補償,最有代表性的就是Smith預估控制;最后就是采用模糊邏輯控制補償。本節通過對各種控制方法的理論分析和仿真驗證,對各種算法的性能進行分析比較。www.yagpc.com
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