时滞系统控制技术研究与应用

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1、捅矍时滞是工业生产中广泛存在的一种现象。由于时滞的存在，使得被控量不能及时地反映系统所承受的扰动，从而产生明显的超调，使得控制系统的稳定性变差，调节时间延长，对系统的设计和控制增加了很大的困难。因此，研究时滞系统的控制方法具有重要的意义。研究了国内外时滞系统控制技术如Smith预估器、广义预测控制、以及智能控制进展情况。常规Smith预估器在对象模型匹配的情况下可以取得较好的控制效果。但是当模型失配或对象为不稳定对象以及积分对象时，常规Smith预估器控制效果难以令人满意。本文提出了一种改进的Smith预估

2、器，在常规Smith预估器的基础上增加了两个控制器，内环控制器用来稳定积分和不稳定过程，反馈控制器对干扰进行抑制。在此基础上，又把主控制器设为设定值加权PID控制器，使改进的Smith预估器调节更加灵活。广义预测控制方法是一种长时域的控制方法。提出了将Smith预估器和GPC结合在一起的基于Smith预估器的GPC，控制律的系数用GPC的增量模型计算，用Smith预估器来使对象输出提前反馈到控制器，并用GPC计算一系列的未来控制信号，以使对输出误差和控制增量加权的一个二次型性能指标达到最小值。并且在此基础上

3、研究了基于改进Smith预估器的GPC，将SPGPC中的Smith预估器变为改进的Smith预估器。研究了模糊控制和模式识别技术的基本原理。提出一种基于模式的模糊预测控制方法，通过被控变量和控制变量的时序可提取反映对象动态特征的四个特征模式，并利用模糊逻辑预测对象的未来输出。这种控制方法不要求对象有精确的模型，适用于模型难以建立以及含有滞后对象的控镥l

4、。关键词：时滞改进Smith预估器广义预测控制模糊控制ResearchofcontroltechniquesforprocesswithtimedelayA

5、bstractTimedelaysoccurringinmanyindustrialcontrolprocessesoftendeterioratetheperfc'rmanceofcontrolsystems．Itiswellknownthattheexistenceoftimedelaysisasourceofunsatisfactoryperfclrmance．Thedissertationfocusesoncontrolproblemsoftimedelaysystems．historyandact

6、ualityoftimedelaysystemisintroduced．DifferentkindsofcontrolalgorithmandmethodssuchasSmithpredictor,predictivecontrolandintelligentcontrolappearedinrecentyearsareanalyzedThemostpopularschemefordeadtimecompensationispossiblytheSmithpredictor．However,therespo

7、nsesmaybeunacceptableifthereexistsunstableorintegratingpartintheplant．ThepaperpresentsamodifiedSmithpredictoraddingtwocontrollerstothenominalSmithpredictorwhichcangivebetterclosedloopresponseswithtimedelaysystems．Afurtherimprovementthenappliedtothemodified

8、Smithpredictor．Generalizedpredictivecontrollerbelongstothegroupof“long-rangepredictivecontrollers”．ThepaperpresentaSmith—predictor-basedgeneralizedpredictivecontroller．TheschemeusesSmithpredictortopredictvaluesofoutputoftheplant．ThetoemcientsofthecontrolIa

9、warecomputedusinganincrementalmodelasingeneralizedpredictivecontroller．AfurtherresearchshowthatusingmodifiedSmithpredictortoreplaceSmithpredictorintheschemewillgetmoreacceptableclosedloopresponse．Themainprinc