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1、多变量时滞过程二自由度Smith预估控制方法雷帅,等多变量时滞过程二自由度Smith预估控制方法TwoDegreeofFreedomSmithPredictiveControlforMultivariableProcesswithTime-delay雷帅赵志诚张井岗(太原科技大学电子信息工程学院,山西太原030024)摘要:针对工业系统中普遍存在的多变量时滞过程,提出了一种二自由度Smith预估控制的方法。通过在被控过程前串联反向解耦矩阵,实现标称系统的完全解耦。在此基础上,运用Dahlin控制算法和内模控制方法,对解耦后的过程分别设计了设定值跟随控制器和干扰抑
2、制控制器,并基于最大灵敏度实现了干扰抑制控制器参数的鲁棒整定。仿真结果表明:该方法设计简单、整定方便,而且具有良好的跟踪特性、抗干扰特性和鲁棒性。关键词:多变量时滞过程二自由度Smith预估控制反向解耦控制器内模控制最大灵敏度参数整定化工中图分类号:TP273+.3;TH86文献标志码:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201604008Abstract:Forthemultivariableprocesseswithtimedelaythatcommonlyexistinindustrialsystems,thetwodeg
3、reeoffreedomSmithpredictivecontrolisproposed.Thecompletedecouplingofnominalsystemcanbeachievedthroughconnectingthereversedecouplingmatrixpriortothecontrolledprocess.Onthisbasis,byadoptingDahlincontrolalgorithmandinternalmodelcontrolmethod,theset-pointtrackingcontrolleranddisturbances
4、uppressioncontrolleraredesignedrespectivelyforthedecoupledprocess,andtherobusttuningfortheparametersofdisturbancesuppressioncontrollerisimplementedbasedonmaximumsensitivity.Theresultsofsimulationshowthattheproposedmethodissimpleindesignconvenientinparametertuning,andpossessesexcellen
5、ttrackingperformance,anti-disturbancecapability,androbustness.Keywords:Multivariableprocesswithtime-delayTwodegreeoffreedomSmithpredictivecontrolInverteddecouplingControllerInternalmodelcontrolMaximumsensitivityParameterstuningChemicalindustry变量过程,运用内模控制原理,设计了一种Smith解耦0引言补偿控制器,增强了系统的
6、鲁棒性和抗干扰能力。对在现代工业生产过程中,多变量时滞过程广泛存于一阶时滞的非方系统,文献[5]利用内模控制方法,在。由于各回路之间的耦合作用,使得现在成熟的单设计了Smith预估控制器,不仅能够动态地补偿静态变量控制方法很难直接应用到多变量过程中,因此,解解耦的缺陷,还克服了模型近似和不确定性带来的影耦控制的研究对多变量时滞过程具有重要的理论和实响。文献[6]构造了一种多变量Smith预估控制结构,际意义。其中,反向解耦是目前化工过程中最常用的提出了基于多变量过程模型伴随矩阵的解耦器设计方解耦方法。文献[1]通过比较,得出了反向解耦的优法,并为解耦后的多变量时
7、滞过程设计了PI控制器。点,并对可实现性、稳定性和鲁棒性等方面进行了分然而,以上所提到的方法并不能很好地兼顾系统的设析。文献[2]针对多变量时滞系统提出了两种反向解定值跟随特性和干扰抑制特性。为此,文献[7]~[8]耦的控制方法,并运用内模控制原理设计了PI/PID控分别针对开环不稳定的多变量时滞过程和非方系统,制器,取得了较好的控制效果。文献[3]提出了一种提出了一种二自由度控制器的设计方法,使系统的性更简单、方便的反向解耦控制方法,且普遍适用于高维能得到了显著提高。该方法虽然能够独立设计控制多变量系统。另外,考虑到Smith预估控制对于解决器,但仍然存在着计
8、算复杂、整定参数多等缺点
