纯滞后过程控制.ppt

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1、纯滞后过程控制,主要内容,问题引出Smith 补偿器改进Smith 补偿器内模控制的结构实际内模控制器内模控制仿真,常规 PID 控制系统,case1：,case2：,比例积分控制器,会发生什么情况？,常规PID控制仿真,case1：,case2：,怎么办？,主要内容,问题引出Smith 纯滞后补偿器改进Smith 补偿器内模控制的结构实际内模控制器内模控制仿真,Smith预估控制器,Smith预估补偿原理,关键是内部模型！,Smith预估补偿原理,Smith预估补偿器,Smith预估控制器,PID控制器,单回路与Smith控制的对比仿真,仿真：模型一致的情况,Kc=1.1Ti=20,Kc=1

2、0Ti=1,单回路PID,Smith预估,对比仿真（续）,仿真：模型不一致的情况,模型无偏差,模型有偏差,主要内容,问题引出Smith 纯滞后补偿器改进Smith 补偿器内模控制的结构实际内模控制器内模控制仿真,改进的Smith预估控制器,理想Smith预估器,改进Smith预估器,主要内容,问题引出Smith 纯滞后补偿器改进Smith 补偿器内模控制的结构实际内模控制器内模控制仿真,基本内模控制结构,内模控制器 不是PID控制器,如何构成的？,内模控制器,情况I：R(s)=0,D(s)=幅值为1的阶跃干扰,内模控制器,情况II：D(s)=0,R(s)0,内模控制的闭环传递函数,由基本的内模

3、控制结构图，可得：,主要内容,问题引出Smith 纯滞后补偿器改进Smith 补偿器内模控制的结构实际内模控制器内模控制仿真,实际内模控制器,控制器是内模的逆！是否可以实现？,纯超前环节,分子阶次比分母高,结论：理想控制器不可实现！,实际内模控制器,控制器是内模的逆！是否可以实现？,如果为负，不稳定控制器,分子阶次比分母高,结论：理想控制器不可实现！,用计算机很容易实现！,实际内模控制器,根据以上的结论，我们来设计实际的内模控制器。首先将内部模型分为静态部分和动态部分：,控制器动态近似为模型动态的逆！,如何实现近似？,实际的内模控制器由过程模型除去不可逆部分后剩余部分的逆构成，即,实际内模控制

4、器,将模型的动态部分进行因式分解：,不可逆部分，包括所有的纯滞后和右半平面零点,可逆部分，剩余的环节,实际内模控制器,分子阶次比分母高,怎么办？,加入一个静态增益为1的低通滤波器f,实际内模控制器,设为希望的闭环函数,使分母的阶次不小于分子的阶次,主要内容,问题引出Smith 纯滞后补偿器改进Smith 补偿器内模控制的结构实际内模控制器内模控制仿真,内模控制仿真1,内模控制仿真1（续）,内模控制仿真2,内模控制仿真2（续）,Tf 1,Tf 4,Tf 10,Tf 20,完全的内模控制结构,作业,1.给下列系统设计一个纯滞后补偿器（史密斯补偿器）,其中,2.一个纯滞后补偿器形式为：,其中,试导出系统闭环传递函数，纯滞后从特征方程中除去了吗？,