时滞系统控制方法的研究

《时滞系统控制方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要时滞系统控制方法的研究工业生产过程中广泛地存在着时滞现象，由于时滞的存在，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，时滞过程的控制方法一直是控制理论研究的重要课题。通常采用过程时滞9和过程时间常数之比丁衡量过程时滞的影响。当过程的酬r<0．3时，称该过程是具有一般时滞的过程，可用常规控制方法对系统进行控制；当过程的纠丁>0．5时，称该过程是具有大时滞的过程，此时采用常规控制方法通常较难奏效，应采用各种补偿方法或者采

2、用先进控制方法，来减小或补偿时滞造成的不利影响。用传统的控制方法，如PID控制、自校正控制等方法较难得到满意的控制效果。从50年代Smith提出预估控制以来，对于时滞系统的控制已有大量的研究成果，其中典型的算法有PID算法、Dahlin算法和内模控制算法，以及包括模糊控制，神经网络在内的智能控制算法等，大部分控制算法虽然仿真效果较好，但距离实际的工业应用还有很大的差距。本论文主要基于单变量系统的时滞过程的研究，首先研究对比几种改进型的Smith预估控制方法，可以看出，对于复杂的系统单纯改变控制结构并不能很好控制，其

3、次研究了鲁棒性和抗扰动性更好的内模控制，针对工业控制过程中的时滞不稳定过程，提出改进内模控,带lJ(IMC)设计方法。针对时滞过程进行研究，讨论了全极点近似法与一阶Pade近似、二I北京化下人学颁L．学位论文阶对称Pade近似、二阶非对称Pade近似的对比，在开环、闭环控制系统中并进行了仿真比较，找出近似效果好的全极点近似法将其应用于IMC．PID控制中，并给出时滞的一阶和二阶过程的IMC．PID转化的公式。结合PID和Smith方法来研究时滞系统的模糊控制方法，分别研究了自适应模糊PID控制和带积分环节的模糊Sm

4、ith控制方法。避免了一般的的模糊方法中模糊控制性能下降，甚至出现不稳定或振荡现象。关键词：时滞系统，Smith预估控制，内模控制，模糊SmithABSTR^CTTHERESEARCHONTHECoNTRoLSYSTEMWITHTIMEDELAYABSTRACTIntheindustrialprocess，thereisawidespreadphenomenonoftime-delay．Duetotheexistenceoftime—delay,theplantswithtimedelayscannotreflec

5、tthedisturbanceofthesystemintime，whichresultsinsignificantovershoot，makesthecontrolsystemunstable，andadjuststoolong．Forthedesignandcontrolofthesystemitbringsgreatdifficulties．Therefore，Intheindustrycontrolarea，thecontrolprocesswithtime—delayhasalwaysbeenanimpo

6、rtantsubjecttostudy．Commonly,usingtheratioofthetimedelay0andtimeconstantTtoestimatetheinfluenceofthetimedelay．wheno／r<0．3，calledcommonprocesswithtimedelay；whenO／T>o．5，calledprocesswithalongtimedelay．Here，thegeneralcontrolmethodsarehardtowork，avarietyofcompensa

7、tionmethodsoradvancedcontrolmethodsshouldbeusedtoreduceorcompensateforthedisadvantageeffectsbecauseoftimedelay．Thetraditionalcontrolmethods，suchas：PID，self-tuningcontrolmethod，cannotmakethesatisfyingcontroleffect．Since50’S，whenSmithpredictivecontrolhasbeenprop

8、osed，therehavebeenalargenumberofresearchresultsfortimedelay,whicharetypicalalgorithmincludingPIDalgorithm，Dahlin北京化工人学硕t学位论文algorithmandinternalmodelcontrolalgorithm，aswellasintell