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    本章結(jié)合高溫熔體粘度測試裝置的研制項目介紹了論文研究的背景及其意義，闡述并簡要總結(jié)了硅碳棒加熱爐的溫度控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，最后就論文的主要內(nèi)容作了概括性的介紹。在硅碳棒加熱爐升溫過程存在著著較大的時間滯后，這是系統(tǒng)控制難度比較大的主要因素之一。本章通過對大滯后環(huán)節(jié)特性進行分析，研究大滯后都控制品質(zhì)的影響。最后闡述大滯后過程的控制算法的研究現(xiàn)狀并對相關(guān)的控制理論進行優(yōu)缺點分析，為硅碳棒爐的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計奠定理論基礎(chǔ)。含滯后環(huán)節(jié)的過程在工業(yè)生產(chǎn)中是廣泛存在的一類復(fù)雜過程。自動控制界人士一致公認，大滯后過程是工業(yè)控制中的難題。控制界的專家Shinskey曾說:“具有滯后的系統(tǒng)，在輸入作用下不能立刻觀察出它對輸出的影響，因此，控制問題就變得復(fù)雜了?；谶@個原因，滯后就被認為是本來就存在于物理系統(tǒng)中的最難控制的動態(tài)環(huán)節(jié)。

    滯后環(huán)節(jié)又稱時滯環(huán)節(jié)，其特點是當輸入一個信號后輸出不會立即響應(yīng)，而是經(jīng)過一定的時間后才會復(fù)現(xiàn)輸入信號，通常稱這一段時間為純滯后時間，常以:表示。純滯后環(huán)節(jié)的動態(tài)特性如圖2.1所示，圖2.1(a)表示輸入單位階躍信號時的輸出響應(yīng)，圖2.2(b)表示輸入為任一時間函數(shù)時的輸出響應(yīng)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，完全只用純滯后特性表示的情況是較少的，極大部分工藝工程的動態(tài)特性常常是既包含一部分純滯后特性又包含一部分慣性特性，對于這種工藝過程，我們就稱之為具有純滯后的工藝過程。若具有純滯后的工藝過程的滯后時間與慣性時間常數(shù)相比很大時，我們可近似忽略慣性時間常數(shù)而將其看成單純的純滯后過程。一個工藝過程的動態(tài)特性常包含有很多非線性因素，而且工藝參數(shù)也呈常分布狀態(tài)，很難用簡單的線性集中參數(shù)來推導(dǎo)其動態(tài)特性，所以常常采用實驗方法來測取其動態(tài)特性。大多數(shù)工業(yè)過程，所測得的響應(yīng)曲線常如圖2.2所示。

    圖2.2中兩種情況的響應(yīng)曲線的起始部分為純滯后幾和過渡滯后幾。在這種情況下，可以用近似方法求傳遞函數(shù)，就是將幾和幾相加作為純滯后時間即:=zl+z2,然后將余下的響應(yīng)曲線當作一階慣性環(huán)節(jié)來處理，此時二稱為等效純滯后時間。由純滯后環(huán)節(jié)的定義可知，環(huán)節(jié)的輸出:(t和輸入;t之間有如下關(guān)yt=xt-z,將其進行拉氏變換后可得，Ys=e_X(。純滯后環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為。zsrider.com