帶Smith預估器的預測PID控制器的設計

圖4則是在其他參數保持不變(β=1．35)，時(shí)延步數分別取值為5、20、40與110時(shí)，系統(無(wú)Smith補償)的響應特性曲線(xiàn)，可以發(fā)現，隨著(zhù)時(shí)延的增加，系統的超調量及響應時(shí)間都有所增加，動(dòng)態(tài)性能逐漸變差。由前文的分析可知，系統的動(dòng)態(tài)響應性能可以通過(guò)改變β的大小來(lái)調節，另外在大時(shí)延系統中也可以通過(guò)引入Smith預估器來(lái)補償時(shí)延，這里以k=110為例，對這兩種方法進(jìn)行比較，結果如圖5所示(800s處模型躍變?yōu)锳1(z-1)，B1(z-1)以及時(shí)延k變?yōu)?00)。很顯然，增加B的值，雖然可以很好地改善系統的超調量，但卻無(wú)法兼顧系統的響應時(shí)間，這對于那些對系統超調及響應時(shí)間都有要求的對象來(lái)說(shuō)是不可取的，而加入Smith預估補償的方法，則可以消除延時(shí)的影響，使大時(shí)延系統的超調量及響應速度都得到大大改善，并且很好地保持了系統的魯棒性。

4 結論
文中討論了基于SGPC的PID參數整定問(wèn)題。仿真結果表明，此方法較常規PID具有更好的控制性能，而且自適應Smith預估器的引入可以克服大時(shí)延系統的整定誤差，并且充分保持了系統的魯棒性。本研究為工業(yè)過(guò)程控制中的大滯后、時(shí)變等復雜系統的控制提供了一種良好的選用方案。