过程控制工程第二版课件 教学课件 作者 王树青 戴连奎 于玲 编著09 纯滞后过程控制.ppt

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1、纯滞后过程控制于玲浙江大学控制系2008/04/24主要内容问题引出Smith补偿器改进Smith补偿器内模控制的结构实际内模控制器内模控制仿真常规PID控制系统case1：case2：比例积分控制器会发生什么情况？常规PID控制仿真case1：case2：怎么办？主要内容问题引出Smith纯滞后补偿器改进Smith补偿器内模控制的结构实际内模控制器内模控制仿真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+++++-Smith预估控制器++-++-++PID控制器单回路与Smith控

2、制的对比仿真仿真：模型一致的情况Kc=1.1Ti=20Kc=10Ti=1单回路PIDSmith预估对比仿真（续）仿真：模型不一致的情况模型无偏差模型有偏差主要内容问题引出Smith纯滞后补偿器改进Smith补偿器内模控制的结构实际内模控制器内模控制仿真改进的Smith预估控制器+++++-理想Smith预估器改进Smith预估器主要内容问题引出Smith纯滞后补偿器改进Smith补偿器内模控制的结构实际内模控制器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I：[R(s)=0,D(s)=幅值为1的阶跃干扰]内模控制器情况II：[D(s)=0,R(s)≠

3、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：主要内容问题引出Smith纯滞后补偿器改进Smith补偿器内模控制的结构实际内模控制器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：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：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

4、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使分母的阶次不小于分子的阶次主要内容问题引出Smith纯滞后补偿器改进Smith补偿器内模控制的结构实际内模控制器内模控制仿真内模控制仿真1内模控制仿真1（续）内模控制仿真2内模控制仿真2（续）Tf＝1Tf＝4Tf＝10Tf＝20完全的内模控制结构练习题P183：11-2