《纯滞后过程控制》PPT课件.ppt

纯滞后过程控制主要内容n问题引出nSmith 补偿器n内模控制的结构n实际内模控制器n内模控制仿真常规 PID 控制系统case1：case2：case3：比例积分控制器会发生什么情况？常规PID控制仿真case1：case2：case3：怎么办？n当过程的纯滞后时间与主导时间常数之比超过0.5时，常规控制器的控制效果比较差。主要内容n问题引出nSmith 纯滞后补偿器n内模控制的结构n实际内模控制器n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+-是否也能改善对噪声的抑止？Smith预估控制器+-+-+PID控制器Smith预估控制器仿真仿真 模型一致的情况Kc=1.1Ti=20Kc=10Ti=1单回路PIDSmith预估Smith预估控制器仿真仿真 模型不一致的情况模型无偏差模型有偏差主要内容n问题引出nSmith 纯滞后补偿器n内模控制的结构n实际内模控制器n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？内模控制器情况情况I：R(s)=0,D(s)=幅值为1的阶跃干扰 内模控制器情况情况II：D(s)=0,R(s)0内模控制的闭环传递函数由基本的内模控制结构图，可得：主要内容n问题引出nSmith 纯滞后补偿器n内模控制的结构n实际内模控制器n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：结论：理想控制器不可实现！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：结论：理想控制器不可实现！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的时间常数 使分母的阶次不小于分子的阶次主要内容n问题引出nSmith 纯滞后补偿器n内模控制的结构n实际内模控制器n内模控制仿真内模控制仿真1内模控制仿真1 设定值响应Tf 1Tf 4Tf 10Tf 20内模控制仿真1 干扰响应Tf=1Tf=4Tf=10Tf=20内模控制仿真2内模控制仿真2Tf 1Tf 4Tf 10Tf 20完全的内模控制结构