大遲延控制系統(tǒng)

1、 第八章第八章 大遲延控制系統(tǒng)大遲延控制系統(tǒng) 第一節(jié)、補(bǔ)償純遲延的常規(guī)控制 第二節(jié)、預(yù)估補(bǔ)償控制 一般大遲延控制系統(tǒng)一般大遲延控制系統(tǒng) /T0.5/T0.5， /T/T之比越大越之比越大越 不容易控制不容易控制 微分先行控制方案：微分作用串聯(lián)在反饋回路上微分先行控制方案：微分作用串聯(lián)在反饋回路上 1 1 1 sT sTD 1sT sTK D DD PIDPID、微分先行和中間反饋三種控制方案的比較、微分先行和中間反饋三種控制方案的比較 方案整定參數(shù)超調(diào)量調(diào)節(jié)時(shí) 間 PID=3.2 Ti7 TD 0 1.4 55min 微分 先行 =3.2 Ti7 TD 1.4 T11 1.26 50min 中

2、間 反饋 =3.2 Ti7 TD 0.4 KD1 1.31 54min 可以看到，微分先行和中間反饋控制都能有效地克可以看到，微分先行和中間反饋控制都能有效地克 服超調(diào)現(xiàn)象，縮短調(diào)節(jié)時(shí)間，有一定使用價(jià)值。服超調(diào)現(xiàn)象，縮短調(diào)節(jié)時(shí)間，有一定使用價(jià)值。 s e s sW 5 0 15 3 )( 一、一、Smith預(yù)估補(bǔ)償?shù)脑眍A(yù)估補(bǔ)償?shù)脑?s- 0T s- 0T (s)e(s)WW (s)e(s)WW )( )( 1sR sY (s)W(s)W(s)eW )( )( 0 s s- 0 s sY 要要求求 )e-(s)(1W(s)W s- 0 s 預(yù)預(yù)估估器器Smith s- 1 0T s- 0T

3、(s)eW (s)(s)WW (s)e(s)WW )()()()( )()( )( )( 1 11 00 0 s T s T s T esWsWesWsW esWsW sR sY (s)eW(s)eW (s)(s)WW (s)e(s)WW (s)eW (s)(s)WW (s)e(s)WW-(s)(s)WW(s)eW )( )( s- 1 s- 0 0T s- 0T s- 0 0T s- 0T 0T s- 0 1 1 1 1 1 sF sY 二、二、Smith預(yù)估補(bǔ)償控制預(yù)估補(bǔ)償控制 1. 1. 抗干擾的抗干擾的Smith預(yù)估器預(yù)估器 (s)(s)WW(s)(s)WW )e-(s)(1(s)WW

4、(s)(s)WW(s)eW (s)e(s)WW)e-(s)(1(s)WW(s)(s)WW )e-(s)(1(s)WW(s)(s)WW(s)eW )( )( 0f 0T s- 0T 0f s- 0 s- 0T s- 0T 0f s- 0T 0f s- 0 1 1 1 1 sF sY 01)e-(s)(1(s)WW(s)(s)WW s- 0T 0f (s)W )e-(s)(1(s)WW )( 0 s- 0T 1 sWf (s)(s)WW(s)(s)WW (s)e(s)WW (s)e(s)WW)e-(s)(1(s)WW(s)(s)WW (s)e(s)WW )( )( 0f 0T s- 0T s- 0

5、T s- 0T 0f s- 0T 1 1 sR sY 1 s- 0T s- 0T (s)e(s)WW (s)e(s)WW )( )( )( sR sY sWf代代入入，得得：將將 問題問題：過程的數(shù)學(xué)：過程的數(shù)學(xué) 模型與實(shí)際過程模型與實(shí)際過程 特性之間又有誤特性之間又有誤 差，模型的誤差差，模型的誤差 會(huì)隨時(shí)間累積起會(huì)隨時(shí)間累積起 來(lái)。來(lái)。 為了克服這一缺點(diǎn)，為了克服這一缺點(diǎn)， 可采用增益自適可采用增益自適 應(yīng)補(bǔ)償方案。應(yīng)補(bǔ)償方案。 2. 2.增益自適應(yīng)補(bǔ)償方案增益自適應(yīng)補(bǔ)償方案 理想情況理想情況下，模型準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)過程，下，模型準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)過程，A/B=1，與，與Smith方案相同。方案相同。 非理

6、想情況非理想情況下，模型與過程有誤差，下，模型與過程有誤差，A/B1，根據(jù)比值來(lái)提，根據(jù)比值來(lái)提 供一個(gè)自動(dòng)校正預(yù)估器增益的信號(hào)供一個(gè)自動(dòng)校正預(yù)估器增益的信號(hào)D4 。 結(jié)果表明（推導(dǎo)略）結(jié)果表明（推導(dǎo)略）特征方程中不含純遲延特征方程中不含純遲延 )()()1 (1 )()( )( )( 0 0 sWsWsT esWsW sR sY Td s T 3. 3.觀測(cè)補(bǔ)償器控制方案觀測(cè)補(bǔ)償器控制方案 s eW 0 cKTCTcK T WWWWWWsWsW sWsW sR sY 0 0 )()(1 )()( )( )( 閉環(huán)特征方程可得 0 )()(1 )()(1 )()(1 0 sWsW sWsW sWsW cK K cT 若若WK（s）的模足夠小，閉環(huán)特征方程成為）的模足夠小，閉環(huán)特征方程成為 0)()(1sWsW CT 若WC（s）= W0（s）,與Smith方案相同 本方案特點(diǎn)本方案特點(diǎn)：對(duì)參數(shù)的變化不敏感，且不需要時(shí)滯環(huán)節(jié)。：對(duì)參數(shù)的變化不