【终稿】行星齿轮减速箱运动仿真分析【CAD图纸全套终稿】㊣精品文档值得下载

曲线如图所示。

图史密斯预估器控制的系统结构图把对象传递函数中的迟延时间由改为，再次进行仿真得到的仿真曲线如图所示。

由仿真图与图相比较得到，由图可以看出预估器使控制品质吉林化工学院毕业设计论文大大提高，系统的特性非常好。

但是它对模型的误差十分敏感，当系统参数变化时，由于控制参数不能随之而变化，不能对受控过程参数做出适时调整，从而时过程的品质指标恶化。

适应性不强，也就是鲁棒性非常差。

由于主蒸汽温度被控对象的参数会随着时间的变化而产生变化，所以我们需要的是鲁棒性好的控制系统，要进步探讨别的方法。

.史密斯预估补偿器的改进由于预估器对模型的误差十分敏感，因而难于在热工过程控制中广泛应用，如何克服预估器的这个不足至今仍使研究的课题之。

图在对象参数准确情况下史密斯预估器控制阶跃响应的曲线吉林化工学院毕业设计论文图改变对象参数后的仿真图抗干扰的预估器如果在史密斯补偿回路中增加个反馈环节如图所示，则系统可以达到完全抗干扰的目的。

由图可看出被调量对干扰的闭环传递函数为制的基础上，引入个预补偿环节，使控制品质大大提高。

从预估补偿原理来看，预估器模型午已不适于掌握过程特性的精度有关。

因此，无论是模型的精度或者运行条件的变化都将影响控制效果。

为了分析这种影响，下面对主蒸汽温度控制系统进行仿真。

通过主蒸汽的原理图我们可以画出控制系统的结构图，如图所示。

其中内扰动及副调节器的任务是用来快速消除内扰，般情况下可选用纯比例调节器，在这里取。

图串级主蒸汽温度控制系统结构图吉林化工学院毕业设计论文图串级主蒸汽温度控制系统阶跃给定响应曲线现把惰性区传递函数中的时间常数由改变为和延迟时间常数从改变为时，控制系统的结构图和仿真结果图如图所示。

图串级主蒸汽温度控制系统在改变惰性区参数时结构图吉林化工学院毕业设计论文图串级主蒸汽温度控制系统在改变惰性区参数时阶跃给定响应曲线从仿真结果图种可以看出，在给定对象的情况下，所设计的系统能快速准确地跟踪设定值当惰性区传递函数中的时间常数由改变为和延迟时间常数从改变为时，曲线的形状几乎没有发生改变，这就说明基于改进型预估器对大惯性纯延迟系统具有较好的控制效果，提高了系统的鲁棒性得以提高，使控制品质变好。

吉林化工学院毕业设计论文结论本设计首先对串级控制系统和导前微分控制系统分别进行了分析，并且通过计算和整定，发现在控制方面它们各有特点，但相对于延迟大，外扰多的系统来说，串级控制系统更为适用，所以初期采用串级控制方案。

但很快发现对纯延迟过程系统的控制是个非常复杂的问题，单纯的串级控制是无法满足的，通过查阅各种文献资料，选择了添加预估补偿器，针对纯延迟控制有很好的改善作用，使控制品质大大提高。

于是代入传递函数进行仿真，当时间常数合适时控制品质很好，但当时间常数有所变动时，系统显示了明显的不适应，即它的鲁棒性还不是很好。

于是只好进行进步改进，为了克服这缺点，又分别对几种方案进行分析，最后采取了改进型预估器，再次进行仿真，此时改变系统的时间常数，仿真结果与改变前几乎样，这就说明了系统具有了较好的鲁棒性。

本文对具有惯性时间及延迟扰动的主蒸汽温度控制系统进行了预估补偿控制。

很好的满足设计所要求的性能。

提高了对大惯性大迟延过程控制的有效性。

提高了电厂主蒸汽温度控制系统对负荷模型变化的适应性，使系统具有了较好的鲁棒性。

吉林化工学院毕业设计论文参考文献胡寿松.自动控制原理.北京科学出版社，李遵基.热工自动控制系统.北京中国电力出版社，邵欲森，巴筱云等.过程控制系统及仪表.北京机械工业出版社，林德杰.过程控制仪表及控制系统.北京机械工业出版社，金以慧.过程控制.北京清华大学出版社，林文孚，胡燕.单元机组自动控制技术.北京中国电力出版社，戴文进章为国等.自动化专业外语.武汉武汉理工大学，张玉铎，王满稼等.热工自动控制系统.北京水利电力出版社，张宝芬等.自动检测技术及仪表控制系统.北京化学工业出版社，徐春山等.过程控制仪表.北京冶金工业出版社，夏焕彬等.过程控制仪表及装置.北京兵器工业出版社，吴勤勤，张和时，等效副调节器为调节器，传递函数为而等效主调节器也是调节器，传递函数为此时可根据对象导前区特性和主汽温特性，按串级控制系统的整定方法，分别求得等效副调节器和等效主调节器的各个参数，从而求得。

吉林化工学院毕业设计论文.两种汽温自动控制系统的比较前面讨论了串级过热汽温控制系统和导前汽温微分信号的双回路过热汽温控制系统，他们在实际应用中般都能满足生产上的要求，但这两种控制系统在控制质量系统构成整定调试等方面各有特点。

把采用导前汽温微分信号的双回路控制系统转化为串级控制系统来看待时，其等效主副调节器均为调节器。

但对于实际的串级汽温控制系统，为了提高副回路的快速跟踪性能，副调节器应采用或调节器，而主调节器应采用或调节器。

因此，采用导前汽温微分信号的双回路系统的副回路，其快速跟踪和消除干扰的性能不如串级系统在主回路中，串级系统的主调节器可具有微分作用，故控制品质也比双回路系统好，特别对于惯性延迟较大的系统，双回路系统的控制质量不如串级系统。

串级控制系统主副两个控制回路的工作相对比较独立，因此系统投运时的整定调试直观方便。

而有导前汽温微分信号的双回路控制系统的两个回路在参数整定时相互影响，不容易掌握从仪表硬件结构上看，采用导前汽温微分信号的双回路系统较为简单。

般情况下，双回路汽温控制系统已能够满足生产上的要求，因此得到了广泛的应用。

若被控对象的迟延较大，外扰频繁，而且要求有较高的控制质量，则应采用串级控制系统。

吉林化工学院毕业设计论文第三章大迟延控制系统在热工过程控制中，有的过程控制对象特性具有较大的纯延迟，使得被调量不能及时反映系统所承受的扰动，且当过程控制通道或测量环节存在延迟时候，会降低系统的稳定性另外纯迟延会导致被控制量的最大动态偏差增大，系统的动态质量下降，而且之比越大越不容易控制。

解决具有纯迟延的过程控制是个比较棘手的问题，对于闭环系统内的纯迟延若单单采用上述的串级控制等方案是无法保证其控制质量，且响应速度也和很慢，如果在控制精度很高的场合，则须采取其他控制手段，例如补偿控制，采样控制等等。

本章仅就预估控制方法进行详细介绍。

.预估补偿器对于有纯迟延过程的控制系统，调节器采用控制规律时，系统的静态和动态品质均下降，纯迟延愈大，其性能指标下降的愈大。

针对具有纯迟延的过程，提出在反馈控制的基础上引入个预补偿环节，使控制品质大大提高。

下面就对预估补偿的原理进行更详细地介绍。

当采用简单回路控制时，如图所示图单回路控制系统控制器的传递函数为，对象的传递函数为时，从设定值作用至被控变量的闭环传递函数是扰动作用至被控变量的闭环传递函数是吉林化工学院毕业设计论文如果分母中的项可以除去，情况就大有改善，迟延对闭环极点的不利影响将不复存在。

预估补偿方案主题思想就是消去分母中的项，实现的方法是把对象的数字模型引入到控制回路之内，设法取得更为及时的反馈信息，以改进控制品质，这种方案可按不同的角度进行解释说明，下面从内模模型置于回路之内的角度来介绍。

预估器补偿原理图如图所示。

图预估补偿控制原理图在图中是对象除去纯迟延环节以后的传递函数，是预估补偿器的传递函数，假若系统中无此补偿器，则由调节器输出到被调量之间的传递函数为上式表明，受到控制作用之后的被调量要经过纯迟延之后才能返回到调节器。

若系统采用预估补偿器，则调节器与反馈到调节器的之间传递函数是两个并联通道之和，即为使调节器采集的信号不至迟延，则要求式为从上式便可得到预估补偿器的传递函数为吉林化工学院毕业设计论文般称式表示的预估器为预估器。

其实施框图如图所示，只要个与对象除去纯迟延环节后的传递函数相同的环节和个迟延时间等于的纯迟延环节就可以组成预估模型，它将消除大迟延对系统过度过程的影响，使调节过程的品质与过程无迟延环节时的情况样，只是在时间坐标上向后推迟的个时间。

图补偿系统方框图从图可以推出系统的闭环传递函数为式中为无延迟环节时系统闭环传递函数。

吉林化工学院毕业设计论文由式可见，对于随动控制经预估补偿，其特征方程中已消去了项，即消除了纯迟延对系统控制品质的不利影响。

至于分之中的仅仅将系统控制过程曲线在时间轴上推迟了个，所以预补偿完全补偿了纯迟延对过程的不利影响。

控制品质与被控过程无纯迟延完全相同。

对于定值控制，由式可知，闭环传递函数由两项组成。

第项为扰动对象只有时才产生控制作用，当时无控制作用。

所以预估补偿控制应用于定值控制其效果不如随动控制。

不过，从系统特征方程看，预估补偿方案对定值控制系统品质的改善还是有好处的。

下面以传递函数为对象进行仿真研究其调节器为调节器，即。

用衰减曲线法整定参数得.，加上预估器用进行仿真，其结构图如图所示，其仿真，为建设个山川秀美和谐富裕的新努力奋斗。

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