時滯系統(tǒng)控制方法的研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛地存在著時滯現(xiàn)象，由于時滯的存在，被控量不能及時地反映系統(tǒng)所承受的擾動，從而產(chǎn)生明顯的超調(diào)，使得控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，調(diào)節(jié)時間延長，對系統(tǒng)的設(shè)計和控制增加了很大的困難。因此，時滯過程的控制方法一直是控制理論研究的重要課題。 通常采用過程時滯θ和過程時間常數(shù)之比T衡量過程時滯的影響。當(dāng)過程的θ/T<0．3時，稱該過程是具有一般時滯的過程，可用常規(guī)控制方法對系統(tǒng)進(jìn)行控制；當(dāng)過程的θ/T>0．5時，稱該過程是具有大時

2、滯的過程，此時采用常規(guī)控制方法通常較難奏效，應(yīng)采用各種補(bǔ)償方法或者采用先進(jìn)控制方法，來減小或補(bǔ)償時滯造成的不利影響。 用傳統(tǒng)的控制方法，如PID控制、自校正控制等方法較難得到滿意的控制效果。從50年代Smith提出預(yù)估控制以來，對于時滯系統(tǒng)的控制已有大量的研究成果，其中典型的算法有PID算法、Dahlin算法和內(nèi)?？刂扑惴ǎ约鞍：刂?，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的智能控制算法等，大部分控制算法雖然仿真效果較好，但距離實際的工業(yè)應(yīng)用還有很

3、大的差距。 本論文主要基于單變量系統(tǒng)的時滯過程的研究，首先研究對比幾種改進(jìn)型的Smith預(yù)估控制方法，可以看出，對于復(fù)雜的系統(tǒng)單純改變控制結(jié)構(gòu)并不能很好控制，其次研究了魯棒性和抗擾動性更好的內(nèi)?？刂疲槍I(yè)控制過程中的時滯不穩(wěn)定過程，提出改進(jìn)內(nèi)模控制（IMC）設(shè)計方法。 針對時滯過程進(jìn)行研究，討論了全極點近似法與一階Pade近似、二階對稱Pade近似、二階非對稱Pade近似的對比，在開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)中并進(jìn)行了仿真比較