純滯后補(bǔ)償控制ppt課件(參考版)
2025-05-02 04:12本頁面
【正文】 （ 3）確定性線性二次型最優(yōu)反饋控制當(dāng) F(Z)取專門的濾波器； GR(Z)為設(shè)定值補(bǔ)償器； ； GC(Z)=P時 , 成為確定性線性二次型最優(yōu)反饋控制。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) 值很小而接近零時，能改善動態(tài)性能，但系統(tǒng)對模型誤差變得很敏感；當(dāng) 較大而接近于 1時，能增強(qiáng)魯棒性，響應(yīng)變得遲緩。濾波器常數(shù) 由下式所決定， （ 562） ? 式中 TS 為采樣周期， Tf是濾波器的時間常數(shù)。 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(jì)濾波器使上式全部特征根都位于單位圓內(nèi)。當(dāng)然對于某些開環(huán)不穩(wěn)定的對象，可以先設(shè)計(jì)一個反饋控制系統(tǒng)使其穩(wěn)定，然后再采用內(nèi)模控制。因而，設(shè)計(jì)內(nèi)?？刂茣r，只要設(shè)計(jì)的控制器的GI(Z) 開環(huán)是穩(wěn)定的，則整個閉環(huán)系統(tǒng)就必然穩(wěn)定。即在對象模型精確的條件下，當(dāng)控制器GI(Z)和對象 GP(Z)都穩(wěn)定時，內(nèi)模控制系統(tǒng)閉環(huán)也一定穩(wěn)定。此外，沒有其它的根。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)。 (3). 對偶穩(wěn)定性 由式（ 554）可知，內(nèi)部模型控制系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為： 或 （ 556） 如果對象模型是精確的，則上式可簡化為： （ 557） 因此，內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是上式的根全部位于單位圓內(nèi)。此時，不能直接采用理想控制器。? 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(diǎn)。 5． 6． 2內(nèi)部模型控制器的設(shè)計(jì) (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。因此， GI(Z)的設(shè)計(jì)十分方便。YDYMRUGc(Z) GO(Z)圖 524 史密斯預(yù)估補(bǔ)償?shù)牧硪环N方塊圖 圖中稱 為內(nèi)部模型，即 ， D(Z)為不可測擾動， DM(Z)為反饋信號。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(bǔ)償控制的方塊圖重新畫為圖 524所示的結(jié)構(gòu)。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。稱這段時間周期為 “調(diào)一調(diào) ”；為避免不必要的過調(diào)，在時 tte，控制器不接受信號，處于等待狀態(tài)，控制器輸出保持不變，這是 “等一等 ”的階段。 采樣控制時，把每個采樣周期分成預(yù)先規(guī)定的幾個時間間隔，每個每個時間間隔內(nèi)有一定的控制規(guī)律。? 主控制器的參數(shù)可根據(jù)無純滯后的過程參數(shù)進(jìn)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)。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。 2. 控制器的選擇 一般主、副控制器可選用比例積分控制器，方案二中也可采用純比例控制器。由與觀測器回路、主控制器組成的系統(tǒng)起了克服干擾對輸出影響的作用，與前饋控制類似。? 本方案吸取了方案二的優(yōu)點(diǎn)，充分利用觀測器的觀測與估計(jì)，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。為了隨動控制時也能達(dá)到無余差的要求，主、副控制器均可選比例積分控制器。 若考慮 的模很大時，有下列近似式： （ 534） 閉環(huán)特征方程為： （ 535） 根據(jù)（ 528
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