模型偏差補(bǔ)償控制ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-28 02:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 型偏差補(bǔ)償控制方案（公式）。 對諸如造紙、化工等過程控制系統(tǒng)，其被控對象一般都具有大慣性、大時延的特點(diǎn)。若對象有較大未建模動態(tài)、尤其是對象的慣性、時延量值不確切知道，目前尚無好的控制方案。 造紙機(jī)定量水分控制系統(tǒng) 空調(diào)控制系統(tǒng) 在實(shí)際系統(tǒng)中，大部分對象是開環(huán)穩(wěn)定的，也即當(dāng)施加一個階躍輸入時，對象的輸出經(jīng)一段時間后能達(dá)到穩(wěn)態(tài)。 對此類系統(tǒng)，我們可以根據(jù)模型偏差補(bǔ)償原理設(shè)計(jì)出簡單有效的控制方案。 實(shí)例分析 以家用熱水器系統(tǒng)為例。其中，出水溫度主要通過調(diào)節(jié)火閥的開度來完成。 該系統(tǒng)的近似模型可寫成： (1) 其中， Y代表出水溫度、 u對應(yīng)于火閥開度、K（ t）是和水箱溫度及煤氣壓力都有關(guān)的非線性時變函數(shù)，但相對于控制周期而言可近似看成是時不變的。純時延 η 主要和熱水器到出水口的水管長度有關(guān) ,還和水壓有一定關(guān)系。 T為慣性時間常數(shù)。一般說來， η 、 T、 K(t)均不確切知道。 u)Ts1)(t(K eYt??? ? 對這樣的系統(tǒng)，人工調(diào)節(jié)如何進(jìn)行呢？通常，我們會先根據(jù)外部環(huán)境溫度預(yù)調(diào)火閥的開度（冬天時閥門開大一些，夏天開小一些），然后點(diǎn)火開水龍頭。用水者將根據(jù)出水溫度適當(dāng)間歇調(diào)節(jié)火閥的開度。經(jīng)過幾次調(diào)節(jié)，出水溫度就可達(dá)到令人滿意的程度。 這種調(diào)節(jié)方法表面上看很簡單 ， 但實(shí)際上卻很有效 。 其實(shí) ， 人在調(diào)節(jié)過程中已不知不覺地用了兩種控制： 1)前饋 ，2)補(bǔ)償 。 對這樣的系統(tǒng) ， 用計(jì)算機(jī)控制時該如何設(shè)計(jì)控制規(guī)律呢 ？ 實(shí)際上 ， 人工能控的系統(tǒng) ， 計(jì)算機(jī)一定能控 ， 且控制效果更好 。 前提條件是計(jì)算機(jī)采用了對該系統(tǒng)人工能控且有效的本質(zhì)規(guī)律 ，再加上計(jì)算機(jī)的不知疲倦地工作 。 控制算法 對于開環(huán)穩(wěn)定的系統(tǒng)，我們通常對系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)要求不高而只關(guān)心系統(tǒng)的輸出能否穩(wěn)定在期望值上。 可畫出其階躍響應(yīng)曲線（也可能有超調(diào)，但最終將穩(wěn)定）。 其中， η 是對象的純滯后時間。 Yr和 Y0分別為系統(tǒng)輸出的期望值和穩(wěn)態(tài)實(shí)際值。 T為控制周期。 224( ) ( )25sY s e U sss????( 0) 1u ?被控對象模型 初始值 ，被控對象響應(yīng)曲線為 若模型確切已知，則很容易計(jì)算出對象達(dá)到期望值所需的控制量。但實(shí)際上，建模誤差是不可避免的（有時建不準(zhǔn)、有時不必建準(zhǔn)），通常將有 δ =YrY0≠0 。而對開環(huán)穩(wěn)定的系統(tǒng)來說， δ 就可認(rèn)為是未建模動態(tài)在輸出狀態(tài)中表現(xiàn)出的等效量。
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