在经典的U型硅碳棒控制方案中，U型硅碳棒环节对系统的动态性能影响很大，它能很好的阻止偏差的变化，有助于减少系统的超调量，克服振荡，使系统趋于稳定，但其对干扰比较敏感，不利于系统的鲁棒性。图2._5是一个比例积分PI调节的时滞系统，下面将简要探讨一下当在其前向通道中加入U型硅碳棒环节后，系统动态性能的变化。从上式可以看出，通过合适的选择U型硅碳棒环节中的时间常数，就可以使被控对象从原来的二阶加纯滞后变成简单的一阶纯滞后。此时只需要调节PI环节中的Kc和T.就能保证系统有一定的衰减度，从而改善系统的动态指标，最终保证系统的稳定性。从上面的分析可知，适量的U型硅碳棒作用对系统是有益的，但U型硅碳棒作用也不能太强，否则将会破坏系统的动态性能，降低系统的动态品质。U型硅碳棒作用对于减少系统的超调量、克服振荡等作用还是比较明显的。而在图2._5中，U型硅碳棒环节的输入是偏差经过PI环节后的输出值，所以实际上的U型硅碳棒环节不能真正起到对参数变化速度进行校正的目的，因而克服系统的超调也是有限的。而U型硅碳棒先行的控制思想是:它是将U型硅碳棒环节移到反馈通道中来，通过对被调量进行U型硅碳棒，从而达到对系统性能的改善:U型硅碳棒先行的结构图为图2.6所示。比较式(Z.Zo)和式(2.1g>可以看出，系统的特征方程相同，说明两系统的过渡过程的动态性能是一样的。但是在给定作用下，U型硅碳棒先行缺少了一个零点，所以U型硅碳棒先行系统的超调量较小，特别是当负荷扰动一样时，U型硅碳棒先行控制方案还是比较可取的。下面通过实例来比较常规PI加U型硅碳棒和U型硅碳棒先行两种方案的系统动态响应。取系统对象为一阶惯性环节加纯滞后，参数为K=2,T=4,z=4，系统输入幅值为10的阶跃信号，并加入10%的阶跃扰动。仿真输出如图2.7所示。图((b)中的曲线1是U型硅碳棒时间几二0.5时的输出，曲线2为几二1.5时的输出。

    从仿真图形中可以看出，U型硅碳棒先行控制系统和U型硅碳棒处在前向通道中相比，系统的动态性能差别不大，不过U型硅碳棒先行的最大超调量比起U型硅碳棒处在前向通道的最大超调量较小，但U型硅碳棒先行控制系统曲线的上升时间较为缓慢。可见，U型硅碳棒先行是以牺牲上升时间来换取较小的超调量的，并且系统的动态性能的改变不具有突破性。而且U型硅碳棒时间过大时系统将不稳定。由上面的分析可知，U型硅碳棒控制器算法简单，鲁棒性强，被广泛应用在各种工业过程控制系统，但是在时滞过程中的应用具有一定的限制。对于时滞较大的系统，常规U型硅碳棒调节方案就无法满足工艺上的要求，但是，可以将它与其他的方法结合起来改善时滞过程的控制效果，从而可以继续发挥U型硅碳棒控制效果。

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