资源描述：
《smith预估器的一种改进方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、,输出y(t)的衰减很缓慢从而不能有效抑制干Y(S)。。F(S)扰这是Smith预估器结构的弱点表1是Smith预估器的补偿效果与PID系。e一r‘,.、l一Gr(S)G(S)/rl十G(S)G(S1,,一一一‘‘一1,+毛一长犷二,‘=二二e任一夭r份‘G一J(’S一)’统的比较其中PID调节系统按反应曲线法整味(S)[l+几5J,,。Sm:定ith预估器的调节参数为凡二巧Tz=(3),,,从表中数据可见Smith预估器在调节器放大倍与Smith预估器相比对随动系统而言此方案,,,数较大的情况下:/不控制
2、大纯滞后对象(>的传递函数未变但对定值系统来说却对原方案.,。r’。03)要比常规PID系统效果好但优势不明显除上l+(S)[l+:s〕e一项由于微分环体节有超前作用,因此从仿真曲线图2中可以看到,表1改进方案对干扰抑制有明显的效果,且不影响原Smith补偿PID调节方案良好的跟踪性能。几axax为/%ISE/%少m/0/ISE/%日,.r‘卜,rILr扣S田i山方案改进方案、三Smith预估器的一种改进方案图2改进方案的输出曲线,,上述分析表明与PID调节相比Smith预估器在定值系统中对于大纯滞后对象还
3、是有补偿,,,作用的且随:/界值的增大效果逐渐明显但、。四方案的比较补偿效果不够理想其原因在于y(t)的衰减时间主要由升决定,即使K‘一co,到t)仍按指数,ISE指标的比较曲线衰减,故不能迅速、有效地克服干扰。为此,由于改进方案在原有基础上增加了微分环笔者对Sm1,,ith预估器提出如图所示的改进方节并组成了闭环其输出不再是过渡时间基本不案,即在原方案中加人独立的微分作用,以加快克变的指数衰减过程,而是振荡的衰减过程,使抑制服干扰的速度。干扰的速度得以加快。从表2可以看到,当选择了合适的微分时间后,改进方
4、案的平方误差积分,万竺厂石指标ISE与Smith方案相比有明显改善而且在。,~K不变的情况下保持在一定的范围内不象些与石苏乙巧‘r-油。Smrith预估器那样随/界的增大而减小G.(5,l十l」兀S一表2PID调节Smith方案改进方案。界xsE/o/xsE/%IsE/o/0图}改进方案的补偿原理图,全补偿的情况下根据图1可求出其输出y、:(S)设定值R(S)及干扰F(S)的关系如下Y(S)(2)R(S)1+Gc吃S)味戈S),,自甸沙,乞侧几月毛199718(11),2鲁棒性的比较结果表明最佳‘/rr/不
5、的增大而减值则随表o3是Smith方案及改进方案在补偿器的小王、人瑞:m及不参数Tm匹配时的补偿结果比较、.。,六实时仿真的结果(对象的r/界=。5)可以看出在瓜及Km,,变化30%范围内Smith方案的敏感程度大于改为验证改进方案的性能在实验室里采用一进方案,前者的ISE指标变化幅度为31.2%,后阶惯性环节加纯滞后的电模拟装置作为被控对.2%;而改进方案在:二变化幅度较大,:者仅为10象其传递函数为,,rs时ISE指标的增加幅度会大于S而th方案且s)=(s)=1/(3005+1)e一=e一905GP(
6、Gf。容易发生振荡用KMM可编程调节器的运算模块及PID模块分别按改进方案及,表3Smith方案编程后对该对象。进行控制模型数据ISE,(1)全补偿时补偿效果比较模型特点;凡.:二几Smith改进阶跃干扰的幅度为25%Smith方案的调节器参数:S)=10(l+Gc(.尸33月生qd一一d1..山9QqQ自9翻1宁白9曰宁9Q,妇1匀Ud,白门行尸了J叹了1口一匀尸刀nUCUC门日口匕b匕全补偿105S50O50505050沁050201611821/905)0.9.11.571830.K值偏小:二333(
7、10.715.2111.65改进方案的调节器参数Gc(S)—1.1—22.1712.15+1/905)K值偏大1.326.4612.87微分环节:1505/(155+1)...10213212113可,,T值偏小从图知两者的ymax指标相同而改进方1.024.3713.03。E指标约为Sth方案的70%1.019.2011.63案的IS而丁值偏大1.017.7311.531.018.5911.94:值偏小1.016.8014.791.021.3311.99r值偏大.._1024561348图3全补偿时两种方
8、案的比较五、改进方案的参数设置(2)模型不匹配时,补偿效果比较,特征方程如下::m、;;方案改进之后Tm及凡都增大20%1+Gc(S)G勿(S)=0(4)干扰信号不变;调节参数不变;r,,1+(S)e一(l+rxs)=0(5)从图4及图5可以看出改进方案的ISE指体由于体仅是一阶惯性环节,故无论怎样选,而标几乎未变S而th方案的ISE指标增大了,,。取Gc(S)式(4)总是稳定的考虑到改进方案另50%左右有微分环
