实验8 具有纯滞后系统的大林控制系统
一、实验目的
1．了解算法的基本原理；
2．掌握用于具有纯滞后对象的制算法及其在控制系统中的应用。 二、实验设备
1．THBCC-1型 信号与系统?控制理论及计算机控制技术实验平台 2．THBXD数据采集卡一块(含37芯通信线、16和USB电缆线各1根) ) 三、实验内容
1．具有纯滞后一阶惯性环节大林算法的实现。 2．具有纯滞后二阶惯性环节大林算法的实现。 四、实验原理
在生产过程中，大多数工业对象具有较大的纯滞后时间，对象的纯滞后时间?对控制系统的控制性能极为不利，它使系统的稳定性降低，过渡过程特性变坏。当对象的纯滞后时间
?与对象的惯性时间常数之时，采用常规的比例积分微分（PID）控制，很难获得良好的控
制性能。长期以来，人们对纯滞后对象的控制作了大量的研究，比较有代表性的方法有大林算法和纯滞后补偿预估)控制。
本实验以大林算法为依据进行研究，大林算法综合目标不是最少拍响应，而是一个具有纯滞后时间的一阶滞后响应。它的等效闭环传递函数为
要求的等效环节的时间常数，T为采样周期。
对零阶保持器法离散化，可求得系统的闭环传递函数： 五、实验步骤
1、实验接线
1.1根据图8-1，连接一个惯性环节的模拟电路；
1.2用导线将该电路输出端与数据采集卡的输入端“AD1”相连，电路的输入端与数据采集卡的输入端“DA1”相连；
2、脚本程序运行
2.1启动计算机，在桌面双击图标“THBCC-1”，运行实验软件； 2.2顺序点击虚拟示波器界面上的开始钮和工具栏上的脚本编程器
2.3在脚本编辑器窗口的文件菜单下点击“打开”按钮，并在“计算机控制算法VBS\\计算机控制技术基础算法”文件夹下选中“大林算法”脚本程序并打开，阅读、理解该程序，
2.4点击脚本编辑器窗口的调试菜单下“启动”；用虚拟示察图输出端的响应曲线； 2.5点击脚本编辑器的调试菜单下“停止”，修改程序中n(可模拟对象的滞后时间，滞后时间为n*运行步长，单位为ms；当运行步长，n的取值范围为1～5)值以修改对象的滞后时间，再点击“启动”按钮。用示波器观察图8-1输出端的响应曲线； 六、实验报告要求
1．画出一阶被控对象的电路图。 2．根据大林控制算法编写脚本程序。
3．画出大林算法控制时系统的输出响应曲线，并分析之。
然后点击脚本编辑器窗口的调试菜单下“将脚本算法的运行步长设为100ms；
4．分析纯滞后时间?的增大对系统稳定性的影响。 五、附录
1．带纯滞后一阶惯性对象的算法
上式中，滞后环节上位机软件模拟，?为滞后时间，这里取??lT，T为采样周期。对象的其它部分由如下电路来模拟：
这里K=10，Tm=1。
相应计算机控制系统的方框图为
大林算法的目标是使系统的闭环Z传递函数为式(2)所示，即 基于本系统的广义对象Z传递函数为