广义对象纯滞后补偿 戴连奎 浙江大学控制学院 2016/05/12.

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1 广义对象纯滞后补偿 戴连奎 浙江大学控制学院 2016/05/12

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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？

7 Smith补偿的基本思路（1957）

8 基本Smith预估器

9 详见 SimuLink 模型 …SISODelayPlant / PID_Smith.mdl

10 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

11 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

12 改进的Smith预估器 预测误差滤波器：

13 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

14 改进Smith预估器与内模控制器 预测误差滤波器：

15 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

16 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。