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第八章 大迟延控制系统,第一节、补偿纯迟延的常规控制,第二节、预估补偿控制,第一节 补偿纯迟延的常规控制,一般大迟延控制系统/T0.5，/T之比越大越不容易控制,微分先行控制方案：微分作用串联在反馈回路上,减小超调量，改善动态性能,中间反馈控制方案,微分作用是独立的，能在被控制量变化时及时根据其变化的速度大小起附加校正作用，微分校正作用与PI调节器的输出信号无关，只在动态时起作用，而在静态时或在被控制量变化速度恒定时就失去作用。,PID、微分先行和中间反馈三种控制方案的比较,可以看到，微分先行和中间反馈控制都能有效地克服超调现象，缩短调节时间，有一定使用价值。,被控对象传递函数,第二节 预估补偿控制,一、Smith预估补偿的原理,Smith预估补偿方案主体思想就是消去特征方程中的es项,Smith补偿系统分析,能消除大迟延对系统过渡过程的影响，使调节过程的品质与过程无迟延环节时的情况一样，只是在时间坐标上向后推迟了一个时间。,可以推导出系统的闭环传递函数为：,可见随动控制经预估补偿，其特征方程中已消去了es项，即消除了纯迟延对系统控制品质的不利影响。分子中的es仅仅将系统控制过程曲线在时间轴上推迟一个，所以预补偿完全补偿了纯迟延对过程的不利影响。,对于定值控制，由上式可知，闭环传递函数由两项组成。第一项为扰动对被控参数的影响；第二项为用来补偿扰动对被控参数影响的控制作用。由于第二项有迟延，只有t2时产生控制作用，当t2时无控制作用。所以Smith预估补偿控制应用于定值控制其效果不如随动控制。,二、Smith预估补偿控制 1. 抗干扰的Smith预估器,在史密斯补偿回路中增加一个反馈环节Wf(s),若要完全不受干扰f(s)的影响，则只要上式中分子为零，即,如果Wf(s)完全满足条件，系统可完全跟踪设定值，而且对干扰f(s)还可以无差地进行补偿。只是Wf(s)完全实现不是很容易的，尤其在对象用高阶微分方程来描述时更是如此。,问题：过程的数学模型与实际过程特性之间又有误差，模型的误差会随时间累积起来。 为了克服这一缺点，可采用增益自适应补偿方案。,2.增益自适应补偿方案,理想情况下，模型准确复现过程，A/B=1，与Smith方案相同。 非理想情况下，模型与过程有误差，A/B1，根据比值来提供一个自动校正预估器增益的信号D4 。 结果表明（推导略）特征方程中不含纯迟延,3.观测补偿器控制方案,闭环特征方程可得,若WK（s）的模足够小，闭环特征方程成为,若WC（s）= W0（s）,与Smith方案相同,本方案特点：对参数的变化不敏感，且不需要时滞环节。 因此，实施起来方便，适
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