串级控制系统设计及仿真VIP免费

I 目 录 1.串级控制的基本概念 ..................................... 1 2.串级控制系统的原理 ..................................... 1 3.串级控制系统的特点 ..................................... 1 4.串级控制主、副控制器的设计 ............................. 4 5.Simulink 仿真 .......................................... 6 6.串级控制的改进 ......................................... 8 附录 .................................................... 10 参考文献 ................................................ 11 1 1 .串级控制的基本概念 串级控制系统为双闭环或多闭环控制系统，控制系统内环为副控对象，外环为主控对象。内环的作用是将外部扰动的影响在内环进行处理，而尽可能不使其波动到外环，这就加快了系统的快速性并提高个系统的品质，因此串级控制系统中选择内环时应考虑其响应速度要比外环快得多。 2 .串级控制系统的原理 串级控制在结构上形成的两个闭环，一个在闭环里面，成为内环、副环或副控回路，其控制器为副控制器，在控制中起“粗调”的作用；一个闭环在外面，成为外环、主环或主控回路，其控制器称为主控制器，在控制中起“细调”作用，最终被控量满足控制要求。主控制器的输出作为副控制器的给定值，而副控制器的输出则去控制被控对象。图 1 为串级控制系统的结构图。 )(2 SD)(1 SG)(1 SD)(2 SG-+++)(1 SV)(2 SV+++-)(SR)(SY 图 1 串级控制系统的结构图 3 .串级控制系统的特点 （1） 副控制回路具有快速性，能够有效的克服进入副控回路的二次干扰。图 2 为简化串级控制系统的结构图，其中 )(2 SGv为二次干扰通道传递函数。 2 )(2 SD)(1 SG)(1 SD)(2 SG-++)(2 SV++-)(SR)(SY)(2 SR)(2 SY)(2 SGv 图2 串级控制系统简化结构图 当二次干扰经扰动通道)(2 SGv进入副控回路后，首先影响副参数)(2 SY，于是副控制器立即动作，力图削弱干扰对)(2 SY的影响。显然，干扰经副控回路的抑制后再进主控回路，对)(SY的影响将有较大的减弱。按图2 所示的串级系统，二次干扰)(2 SV到主参数)(SY的传递函数是 )()()()()()(1)()()()(221122122SGSDSGSDSGSDSGSGSVSYv （3.1） 为了与一个简单单环控制系统相比，由图3 可以得到单回路控制下干扰)(2 SV至主参数)(SY的传递函数是 )()()(1)()()()(21122SGSGSDSGSGSVSYv （3.2） )(1 SG)(...