纯滞后过程控制课件

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,纯滞后过程控制,主要内容,问题引出,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,：,case3,：,比例积分控制器,会发生什么情况？,常规,PID,控制仿真,case1,：,case2,：,case3,：,怎么办？,当过程的纯滞后时间与主导时间常数之比超过,0.5,时，常规控制器的控制效果比较差。,主要内容,问题引出,Smith,纯滞后补偿器,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,+,+,+,+,+,-,是否也能改善对噪声的抑止？,Smith,预估控制器,+,+,-,+,+,-,+,+,PID,控制器,Smith,预估控制器仿真,仿真,模型一致的情况,Kc,=1.1,Ti=20,Kc,=10,Ti=1,单回路,PID,Smith,预估,Smith,预估控制器仿真,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,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,),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,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的时间常数,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,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,设定值响应,Tf,1,Tf,4,Tf,10,Tf,20,内模控制仿真,1,干扰响应,Tf,=1,Tf,=4,Tf,=10,Tf,=20,内模控制仿真,2,内模控制仿真,2,Tf,1,Tf,4,Tf,10,Tf,20,完全的内模控制结构,