史密斯预估控制系统的改进设计

摘要

在典型的工业程中,被控对象或多或少存在一定的纯滞后特性,而这些特征往往会使系统的稳定性下降,动态性能变坏,乃至引起超调和振荡,致使系统的控制效果变差,因此,通过引入史密斯预估器来消弭滞后的影响。但是当系统滞后过大或者模型失配时,传统的史密斯预估控制器就有了局限,只能通过对其进行改进设计才能克服系统不确定性的影响。在本问首先对史密斯预估控制器进行简介,介绍其原理及作用,并说明所存在的局限性;并把这个模型始终作为该研究设计的基础,本次设计学习两种改进方法。一种是基于标称模型下的史密斯预估控制系统的改进设计,另一种是直接应用的改进设计,这两种方法的共同点都是在保存传统史密斯预估控制系统来消除滞后的特性,然后做一些改进,进而使系统克服不确定性给系统所带来的影响,最终使系统达到良好的控制效果。这两种方法的不同点在于用到的改进方法不同,所涉及到的有基于时间尺度的PID整定方法,标称模型以及对研究加以对二阶通用控制器的方法的研究等。确定改进方法之后选取合适的参数最终取得良好的控制结果。