时滞系统的smith预估控制研究

《时滞系统的smith预估控制研究》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、⑧浙江大学硕士学位论文时滞系统的Smith预估控制研究摘要工业过程中的时滞现象非常普遍，大时滞的存在严重影响了系统的控制效果和稳定性，导致系统的超调变大，调节时间变长，甚至出现振荡和发散。因此提出简单，有效，实用的大时滞控制方法是很有意义的。通常对于时滞系统，Sm淌预估控制是一种有效的时滞补偿方法，但其对参数变化较为敏感，容易引起控制效果的急剧变坏。本文应用准多项式稳定理论分析了一阶时滞系统及sm油预估控制系统的稳定性。在常规Smjm预估器的基础上，分析了一种改进的sm油预估器，结果表明该改进的Smim预估控制系统具有更好的稳定性，控制器参数的稳定域更大。当对象参数时变时，结合模型参数

2、的自适应控制，可以使预估参数及时跟踪对象的变化，能够继续保持系统的稳定和控制效果。关键词：时滞系统，sm汕预估器，自适应控制浙江大学硕士学位论文AbstractDelaysareveryco舢onintheindustrycontrolpmcess．Thela唱edelaysdr啪atjcallyweal(ent11es协bil蚵aIldperfo玎nanceofsystcms．soitismeaIlingforpuningfonⅣardsimpleandusefulmethodstoconⅡddelaysystems．SmitIlpredictoris明efrcctiveme也odt

3、ocompensatefortilnedelays，butitissensitivetomechaIlgeoftlle弘瞄meters，whichoftencausessystemsunstable．Thispaperanalyzest11estabilityoftllequasi—polynomials，whichisderivedf如mmecharacteristicequationsofSmitllp佗dictorcon仃0Jsystems，basedontwodifrerential—equationmeorems．A&r锄alyzingstabil时oft11e仃aditio

4、nalsm汕·Predictor，thisp印erfIlnhe瑚oreanalyZestllestabiljtyofamodifjedSm油prcdjctor．ThesirllulationshowsthataIarges协bilityfieldisobtained．啪enp嘲metcrsofmeplantaretime-Varying，出emodifiedSm汕predictofwimadaptivecontmlschemecaneliminatet}ledifrerencebe铆eentheD1antandtIlemodel．Keywords：timedelaysystems；Sm

5、ithpredictor；adaptiVecontroI2浙江大学硕士学位论文1．1研究背景第一章绪论在现代工业生产过程中，经常会遇到时滞环节。时滞产生的主要原因有：对系统变量的测量延时，系统中信号的传递延时等等。在实际控制中，有时因滞后对系统的影响不大而在系统的设计或建模中将时滞忽略。但是在更多的实际过程中，滞后是不能省略的，如大纯时滞系统，滞后时变系统等。这些对象的纯滞后时间对控制系统的控制性能都极为不利，特别当对象的纯滞后时间与对象的时间常数之比大于O．5时(称为大时滞系统)，采用常规的控制方法很难获得满意的控制效果。时滞环节的存在，相当于使系统变成了无穷阶，有无数个闭环极点，当

6、前施加的控制作用需要经过一段时间才会在输出中反映。根据理论分析可以知道，时滞的存在严重影响了系统的稳定性，导致系统的超调量变大，调节时间变长，甚至出现振荡、发散，系统的动态品质大大下降。在工业过程中，这些大时滞过程往往都是生产中的关键环节，而且不宜忽略。因此，当前研究的方向是如何较好地补偿时滞，如何合适地选择控制，使时滞过程具有良好的控制品质。时滞环节控制的好坏，对于保证生产，提高生产效率有着十分重要的作用。因此，研究大时滞系统的有效控制方法与控制策略有着现实意义。1．2时滞系统的研究现状对于时滞过程，从50年代以来先后出现了基于模型的方法和无模型方法这两大类，基于模型的方法有PID控

7、制，Smith预估补偿，滑模变结构控制，鲁棒控制，有限谱配置法等。无模型方法有模糊smitll法，自适应模糊法，预测控制，神经网络，专家系统等。现在控制方法已经由传统控制转向智能控制，或者是二者的结合。⑦浙江大学硕士学位论文1．2．1PID控制PⅢ控制是迄今为止应用最广泛的一种控制算法，在工业过程控制中占了绝大多数，其优点是原理简单，通用行强，鲁棒性好并且使用方便。应用PID控制的关键技术是PID参数的整定，它应使控制系统得到满意的控制效果。不