广义对象纯滞后补偿 谢磊
内 容 纯滞后对控制性能的影响 用于纯滞后补偿的Smith预估器 改进的Smith纯滞后补偿器 仿真举例
常规 PID 控制系统 过程模型: 问题:采用Ziegler-Nichols 或 Lambda 整定法确定 PID 参数,并比较其数值大小
仿真例子#1 对于 PID 控制器, Z-N 整定法: Kc = 1.2, Ti = 4 min, Td = 1 min Lambda 整定法: Kc = 0.83, Ti = 4 min , Td = 1 min
仿真例子#2 对于 PID 控制器, Z-N 整定法: Kc = 0.3, Ti = 16 min, Td = 4 min Lambda 整定法: Kc = 0.2, Ti = 4 min , Td = 4 min
Smith补偿的基本思路(1957)
基本Smith预估器
基本Smith预估器 #2
Smith预估器 的仿真结果 (对象特性与模型一致时) 基本 PID控制器: Kc = 0.2, Ti = 4 min , Td = 1 min PID + Smith: Kc = 2, Ti = 4 min , Td = 1 min
Smith预估器的仿真结果 (对象特性与模型不一致时) 基本 PID控制器: Kc = 0.2, Ti = 4 min , Td = 1 min PID + Smith: Kc = 2, Ti = 4 min , Td = 1 min
改进的Smith预估器 预测误差滤波器:
改进Smith预估器 的仿真结果 (对象特性与模型不一致时) PID + Smith: Kc = 2, Ti = 4 min , Td = 1 min
小结 了解Smith预估器的设计思想,以减少纯滞后的影响 指出Smith预估器的优缺点,当对象特性变化较大时,如何改进Smith预估器 通过比较常规PID 、 PID + Smith预估器的控制性能,了解Smith预估器可能的应用场合。
仿真练习 针对 搭建如上图所示的带Smith预估器的控制系统,分析模型失配时的控制系统性能,讨论模型失配时的处理方法。