9纯滞后过程控制全解.ppt

纯滞后过程控制 主要内容 问题引出 Smith 补偿器 改进Smith 补偿器 常规 PID 控制系统 case1： case2： 比例积分控制器 会发生什么情况？ 常规PID控制仿真 case1： case2： 怎么办？ 纯滞后补偿控制系统 纯滞后是工业生产过程中经常需要考虑和面对的问题。 附加纯滞后特性后，会使广义对象的可控程度明显降低。 当广义对象的纯滞后时间与其时间常数之比超过0.5时，被称为大纯滞后过程，其难控程度随着滞后时间与整个动态过程时间之比的增加而增加。 克服大纯滞后的方法 史密斯预估补偿控制 自适应史密斯预估补偿控制 观测补偿器控制、 采样控制、 内部模型控制(IMC) 达林算法 史密斯（Smith）预估补偿控制法 史密斯预估补偿控制法是一种基于模型的补偿方法，可用于改善大纯滞后系统的控制品质，其思路是按照过程特性预估出一种模型加入到反馈控制系统中，以补偿过程的动态特性。 史密斯预估补偿控制的原理是： 并接一个补偿环节，用来补偿对象中的纯滞后部分，其传递函数为 与 由史密斯预估器和控制器D (s)组成的补偿回路称为纯滞后补偿器，其传递函数为 经补偿后的系统闭环传递函数为 应用前提是要知道被控过程精确的数学模型，并且这种方法对模型的误差十分敏感。 Smith预估控制器 ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ ＋ － Smith预估补偿原理 关键是内部模型！ ＋ ＋ ＋ － + + + + + - Smith预估补偿原理 + + + + + - Smith预估补偿器 + + + + + - Smith预估控制器 + + - + + - + + PID控制器 单回路与Smith控制的对比仿真 仿真：模型一致的情况 Kc= 1.1 Ti = 20 Kc= 10 Ti = 1 单回路PID Smith预估 对比仿真（续） 仿真：模型不一致的情况 模型无偏差 模型有偏差 改进的Smith预估控制器 + + + + + - 理想Smith预估器 改进Smith预估器 * 对象1：P——1.1，I——1.1/20 对象2：P——2.25，I——2.25/13.2 * 能改善对噪声的抑止，因为闭环传递函数发生变化。 * * * *