史密斯预估补偿控制与PID控制的比较研究

比较了两种工业过程控制中的控制器,PID控制器和史密斯预估补偿控制器.介绍了四种PID参数的整定方法,分别为试凑法确定PID调节参数、Ziegler-Nichols参数整定方法、最优PID整定算法、运用Matlab/simulink中的NCD Outport(非线性控制设计输出端口模块)模块对PID参数进行最优整定.史密斯预估补偿控制器主要用于工业控制中的大延时系统控制,以提高系统的阶跃响应性能.在理论上,史密斯预估补偿控制器提供了一个有效的方法来提高控制效果.运用Matlab/Simulink仿真方案对前述两种控制方法进行了仿真比较,结果表明,在有较大延时情况下,史密斯预估补偿控制能获得比PID控制更好的结果.

Smith预估补偿与积分分离PID在供热控制系统中的应用

针对供热控制系统时延性较大、传统PID策略控制精度不高、易产生超调与静态误差等问题,提出了一种史密斯(Smith)预估补偿与积分分离PID相结合的供热系统控制策略。首先,设计了供水温度控制系统的Smith预估补偿器,以降低热惰性因素对控制性能的影响;其次,给出了积分分离策略,用于消除静态误差;最后,将Smith预估补偿器与积分分离PID在PLC控制系统中进行部署调试,并进行实践研究。实践证明,Smith预估补偿与积分分离PID相结合的控制策略能最大限度地减弱大时延对供热系统的影响,有效提升系统的控制精度与控制性能。

史密斯预估补偿控制及MATLAB仿真

介绍了纯滞后系统的史密斯预估补偿方案,并用MATLAB的SIMULINK进行仿真分析,给出了仿真的结果。结果表明,该方法可抵消纯滞后特性所造成的影响,明显地减小超调量和加速调节过程,提高了控制质量。

磁流变半主动悬架的史密斯预估-LQG时滞补偿控制方法

为提高磁流变半主动悬架时滞补偿效果,设计一种史密斯预估-LQG(SLQG)时滞补偿控制器。首先,建立含时滞的1/2车四自由度磁流变半主动悬架模型,利用LQG控制求取理想控制力,并在此基础上利用史密斯预估器对时滞进行补偿,使得磁流变减振器输出的阻尼力逼近理想半主动控制力。其次,分析了不同时滞情况下,无时滞补偿措施的LQG(无措施LQG)控制和SLQG控制的控制效果。最后,以无措施LQG控制以及被动控制作为比较对象,通过仿真实例验证了SLQG控制具有较好的磁流变半主动悬架时滞补偿效果。

基于史密斯预估控制理论的船舶航向控制器研究

为了提高海上交通的安全性,包括风浪天气的快速避难、港口等交通密集水域的航行,国内外研究人员针对船舶的航向控制问题做了大量研究。传统的船舶航行控制器包括PID控制器、模糊控制器等,本文结合史密斯预估控制理论,在船舶航行的运动模型和受力模型的基础上,设计了一种新型的船舶航向控制器,并对该控制器的原理进行了系统研究。后期的试验表明,该航行控制器的控制精度高,响应速度快,具有广泛应用的潜力。

带扰动模型失配史密斯预估器的自适应控制

在扰动情况下,针对传统史密斯预估器的模型失配问题,提出了一种基于模型参考自适应控制的史密斯预估器。首先,在控制对象输入端添加前馈增益矩阵和反馈补偿矩阵,和控制对象相互结合,通过调整矩阵参数,使控制对象和预估模型匹配,消除系统的模型失配误差。其次,在前向控制器输出端引入扰动补偿矩阵,调整扰动补偿矩阵的相关参数,对系统的扰动进行补偿。最后,选取合适的李雅普诺夫函数,求取自适应率。利用MATLAB中的SIMULINK模块进行仿真,仿真结果验证了方法的有效性。

基于S7PLC的史密斯预估补偿控制的实现

介绍了一种改进型史密斯预估补偿控制方案的实现,比较详细叙述了史密斯预估器S7程序,并对控制系统进行了仿真。

史密斯模糊整定PID控制器的设计及仿真

对传统的史密斯预估器进行改良。针对传统的史密斯控制系统过分依赖被控对象的精确数学模型、以及当预估器与实际对象有差异时控制效果不佳的缺点,提出了史密斯纯滞后补偿和模糊整定PID参数原理相结合的集成控制算法,该算法将该模糊自适应整定PID控制器引入史密斯控制系统中,用模糊控制器取代原系统的控制器;并将该方法用于激光晶体生长系统的直径调节器中,结果表明,该系统同时兼顾了史密斯控制和模糊控制的优点,对纯滞后、参数时变的激光晶体生长系统有很好的控制作用。

史密斯模糊整定PID控制器的设计及仿真

对传统的史密斯预估器进行改良。针对传统的史密斯控制系统过分依赖被控对象的精确数学模型、以及当预估器与实际对象有差异时控制效果不佳的缺点,提出了史密斯纯滞后补偿和模糊整定PID参数原理相结合的集成控制算法,该算法将该模糊自适应整定PID控制器引入史密斯控制系统中,用模糊控制器取代原系统的控制器;并将该方法用于激光晶体生长系统的控制中,结果表明,该系统同时兼顾了史密斯控制和模糊控制的优点,对纯滞后、参数时变的激光晶体生长系统有很好的控制作用。

基于PLC的Smith预估补偿控制器的设计

提出一种采用SIEMENA S7-200 PLC来实现史密斯预估补偿的新方法.采用史密斯预估补偿的方法,比用常规PID超调量显著减小,提高了系统的稳定性,控制效果令人满意,拓展了S7-200这类小型PLC的应用领域.

采用Smith预估补偿的时滞系统PI控制器的设计

针对纯滞后的控制对象特性 ,提出了基于Smith预估补偿的PI控制器的设计方法。仿真实验表明 ,此方法整定的PI控制器能有效克服较大纯滞后的影响 。

史密斯预估控制系统的改进设计

在典型的工业程中,被控对象或多或少存在一定的纯滞后特性,而这些特征往往会使系统的稳定性下降,动态性能变坏,乃至引起超调和振荡,致使系统的控制效果变差,因此,通过引入史密斯预估器来消弭滞后的影响。但是当系统滞后过大或者模型失配时,传统的史密斯预估控制器就有了局限,只能通过对其进行改进设计才能克服系统不确定性的影响。在本问首先对史密斯预估控制器进行简介,介绍其原理及作用,并说明所存在的局限性;并把这个模型始终作为该研究设计的基础,本次设计学习两种改进方法。一种是基于标称模型下的史密斯预估控制系统的改进设计,另一种是直接应用的改进设计,这两种方法的共同点都是在保存传统史密斯预估控制系统来消除滞后的特性,然后做一些改进,进而使系统克服不确定性给系统所带来的影响,最终使系统达到良好的控制效果。这两种方法的不同点在于用到的改进方法不同,所涉及到的有基于时间尺度的PID整定方法,标称模型以及对研究加以对二阶通用控制器的方法的研究等。确定改进方法之后选取合适的参数最终取得良好的控制结果。

网络流量的神经网络自适应Smith预估补偿控制

网络的时延对基于速率反馈的ATM网络的ABR流量控制具有极大的不利影响,Smith预估补偿是克服大纯滞后影响的有效手段,然而其对时延的预估误差非常敏感,实际网络时延的不确定性往往使其难以取得满意的效果。该文将在线学习的神经网络自适应控制器与Smith预估补偿相结合,很好地克服了网络的时延及其不确定性对流量控制的不利影响,从而使信源的发送速率能快速响应网络状态的变化。与PIDSmith预估补偿控制相比,控制的适应性和鲁棒性更好,更适用于实际网络,且为保证信元不溢出及链路带宽充分利用所需的缓冲容量更低。

一种改进型Smith预估补偿控制方案

提出了一种新的大纯滞后过程的控制结构,该结构在Smith预估器中引入微分环节,缩短了响应时间。仿真结果表明在随动情况下,系统能快速地消除干扰的影响,系统的控制效果比传统Smith预估器控制系统有了很大提高。

基于积分时滞系统史密斯预估器的研究

在积分时滞系统(IPDT)中,传统的史密斯预估器不能很好的消除稳态误差,而且在模型失配时易产生欠补偿问题.为此,文中提出了改进型的史密斯预估器,首先利用反馈控制器,将实际过程与模型过程的误差反馈到控制信号端.其次,在控制对象端加上串联控制器和反馈补偿控制器,分别采用不同的方法进行设计,以消除扰动对系统的影响.MATLAB仿真结果显示,系统具有较好的输出响应,能够有效消除扰动误差.

论迟延补偿控制系统的控制器再设计

针对用SMITH预估器进行迟延补偿后的控制器设计问题,分析了迟延补偿误差的特性,讨论了迟延补偿后的控制器再设计的依据,提出了按照模型失配程度选择控制器设计的建议。通过仿真试验找出了最大迟延补偿误差产生的条件并证实了折中控制器设计方案的有效性。

大时滞积分过程的改进Smith预估控制器

针对大时滞积分过程提出了一种改进Smith预估PI控制算法,该算法引入两个具有明显物理意义的可调参数,一个参数用于调节闭环伺服系统的跟踪速度,另一个用于改变闭环系统对扰动的控制品质。同时,提出了基于这两个参数的PI控制器参数整定方法,在模型失配情况下,对参数的稳定域进行估计,两个仿真实例验证了算法的有效性。

基于时延动态补偿的网络控制器的设计

在网络控制系统中由于网络带宽的限制,不可避免地使网络系统产生网络诱导时延,从而导致系统性能下降甚至不稳定。文章针对延时不确定使得Smith预估补偿控制效果差的问题,提出了新的Smith补偿控制算法,根据控制器反馈信息对网络延时进行动态补偿,并与模糊PI控制方法相结合,构成Smith预估模糊PI控制器,使得闭环控制系统即使在模型失配的情况下,仍具有较高的稳定性、较强的鲁棒性。仿真结果表明,该方法可行有效。

对史密斯预估器的改进

在大延迟系统中 ,史密斯预估器已得到广泛的应用 ,但如果系统动态模型不很理想 ,从系统模型中来的偏差会使控制性能恶化 ,甚至不稳定。因此 ,其应用受到限制。改进型史密斯预估器对原史密斯预估器的不足之处提出了改进的措施 ,使用两个控制器分别对给定量和扰动量进行控制 ,降低了对系统模型精度的要求 ,使系统设计简单 ,控制性能良好。

改进Smith预估时延补偿的模糊网络控制系统研究

在网络控制系统中,针对通过网络进行数据传输时产生网络诱导时延使得系统性能恶化的问题,提出一种改进Smith预估器的模糊控制方法。在控制器端引入改进的Smith预估控制器,解决被控对象模型不匹配的问题,同时,增大系统的截止频率,得到较快的系统响应。在控制器设计中采用模糊控制算法将控制器设计为模糊控制器,模糊控制器是一种无需被控对象精确数学模型且采用模糊集合论的语言控制器,能够取得较好的控制效果,具有较强的鲁棒性。最后通过仿真,验证了该方法的有效性。