广义对象纯滞后补偿 戴连奎 浙江大学控制学院 2016/05/12
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
详见 SimuLink 模型 …SISODelayPlant / PIDLoop.mdl 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 详见 SimuLink 模型 …SISODelayPlant / PIDLoop.mdl
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
对象纯滞后时间 对控制系统性能的影响 纯滞后不显著对象： 纯滞后显著对象： 过渡过程时间分析？
Smith补偿的基本思路（1957）
基本Smith预估器
详见 SimuLink 模型 …SISODelayPlant / PID_Smith.mdl
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
改进Smith预估器与内模控制器 预测误差滤波器：
内模控制器输出无余差条件(讨论) （1）计算 Y(s) / R(s) 、Y(s) / D(s) （2）对于设定值与外部扰动的阶跃变化，使闭环系统输出无余差的条件
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预估器与内模控制可能的应用场合。