純滯后補償控制ppt課件(存儲版)
【正文】 516）式相同。? 本方案吸取了方案二的優(yōu)點，充分利用觀測器的觀測與估計，發(fā)揮觀測器回路的超前作用，起到了前饋 —— 反饋控制系統(tǒng)相類似的控制效果。? 主控制器的參數(shù)可根據(jù)無純滯后的過程參數(shù)進行整定，考慮到觀測器的超前作用，可適當(dāng)減小放大倍數(shù)。Dm YmYDRGI(z) GO(Z)圖 523基本內(nèi)部模型控制結(jié)構(gòu) 將史密斯預(yù)估補償控制的方塊圖重新畫為圖 524所示的結(jié)構(gòu)。? 然而，在工業(yè)生產(chǎn)過程中往往會有純滯后，有時 GO(Z)還有單位圓外的零點。此外，沒有其它的根。 F(z)YMYDR GI(Z)GO(Z)圖 525 帶濾波器的內(nèi)?？刂品綁K圖 當(dāng)模型與對象失配時，可以通過設(shè)計濾波器使上式全部特征根都位于單位圓內(nèi)。F(z)Gc(Z)GO(Z)GR(Z) 圖 526 內(nèi)?？刂频囊话憬Y(jié)構(gòu) （ 1） PID控制 當(dāng)取 GR(Z)=F(Z)=1； ； GC(Z)=PID時，成為 PID控制。在某些情況下， F(Z)也可采用高階濾波器，以取得更好的結(jié)果。當(dāng)然對于某些開環(huán)不穩(wěn)定的對象，可以先設(shè)計一個反饋控制系統(tǒng)使其穩(wěn)定，然后再采用內(nèi)模控制。同樣，若控制器是穩(wěn)定的，則閉環(huán)穩(wěn)定的充分必要條件為特征方程 （ 559） 的根應(yīng)全部位于單位圓內(nèi)。 5． 6． 2內(nèi)部模型控制器的設(shè)計 (1). 理想內(nèi)部模型控制器 GI(Z)，可由圖 523導(dǎo)出 （ 554） 當(dāng) 時，為了使 Y(Z)=R(Z) 可導(dǎo)出 （ 555） 對于外部擾動， R(Z)=0 ， 要求 Y(Z)=0 亦可導(dǎo)出上式關(guān)系。如此重復(fù)上述調(diào)整過程，可使系統(tǒng)趨于新的穩(wěn)態(tài)值。為此，應(yīng)根據(jù)觀測器參數(shù)，調(diào)整 GK(S)的參數(shù)使副回路出現(xiàn)臨界阻尼的過程特性。為了隨動控制時也能達到無余差的要求，主、副控制器均可選比例積分控制器。 Smith預(yù)估補償器在 時成為不穩(wěn)定，而雙控制器系統(tǒng)卻在 0 15范圍內(nèi)仍保持穩(wěn)定，說明本方法魯棒性強。? 設(shè)被控過程為 ，其中 為純滯后時間， 不含任何純滯后時間。A/BGc(s)GP(s)I+TdsmBAYRFnu 圖 58 增益自適應(yīng)史密斯預(yù)估補償控制? 除法器是將過程的輸出值除以預(yù)估模型的輸出值；識別器中的微分時間，它將使過程輸出比估計模型輸出提前的時間進入乘法器；乘法器將預(yù)估器輸出乘以識別器輸出后送入控制器。? 常規(guī)控制器的參數(shù)整定與無純滯后環(huán)節(jié)的控制器參數(shù)相同。? 實際工業(yè)過程的被控對象通常是參數(shù)時變的。為使閉環(huán)特征方程不含純滯后，對圖 53所示的系統(tǒng)，就要求： (512)引入 預(yù) 估 補償 器 后， 閉環(huán)傳遞 函數(shù)是： 根據(jù)（ 514）與（ 512）式，可以看到， 若 滿足： （ 515） 就能實現(xiàn)上述要求。? 總之， 的增加是不利于閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使閉環(huán)系統(tǒng)的控制品質(zhì)下降。衡量過程具有純滯后的大小通常采用過程純滯后和過程慣性時間常數(shù)之比 。使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，控制質(zhì)量變差。（ 515）式代入（ 514）式得： (517) 其中， 表示沒有純滯后環(huán)節(jié)時的隨動控制的閉環(huán)傳遞函數(shù)。（ 2）對于大多數(shù)過程控制，過程模型只能近似地代表真實過程。但這種控制方案對模型的誤差十分敏感。? 在實際情況下，預(yù)估器模型往往與真實對象動態(tài)特性的增益存在有偏差 ,圖 58所示的增益自適應(yīng)補償控制能起自適應(yīng)作用。? 而由 Gr(s)可知，設(shè)定值響應(yīng)不僅與 Gc1(s)有關(guān)，而與 Gc2(s)和過程模型有關(guān)。即控制效果與史密斯預(yù)估補償控制的相同，但本方案對于對象參數(shù)的變化不敏感，且不需純滯后環(huán)節(jié)，因此，實施方便，適應(yīng)性強。本方案中，由與觀測器回路組成的系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，類似于負反饋的作用。 對于具有純滯后的生產(chǎn)過程，采用常規(guī)的控制方法進行控制，因?qū)ο筝敵龃嬖诩儨?，偏差要在純滯后時刻才能反應(yīng)出來，這
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