基于Smith預(yù)估補(bǔ)償?shù)哪：?PID混合控制在時滯系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、溫度控制在冶金、化工、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。這些工業(yè)領(lǐng)域的過程控制往往具有工況復(fù)雜、參數(shù)多變、控制滯后等特點(diǎn)。特別由于時滯現(xiàn)象的存在，擾動不能被及時察覺，使控制器參數(shù)不容易選取，若控制參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，會造成系統(tǒng)控制品質(zhì)的下降，嚴(yán)重時會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此研究時滯過程的控制方法具有非常重要的理論和實(shí)際意義。
　　 本文針對工業(yè)生產(chǎn)過程中的時滯現(xiàn)象，搭建了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的溫度時滯控制系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)測試法和最小二乘法估計法建立了系統(tǒng)被

2、控對象的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)被控對象大滯后的特性，采用Smith預(yù)估補(bǔ)償和基于模糊規(guī)則的模糊-PID混合控制的控制策略：系統(tǒng)通過Smith預(yù)估器對大滯后進(jìn)行補(bǔ)償；系統(tǒng)的控制器采用基于模糊規(guī)則的模糊-PID混合控制算法，這種控制器在不同的模糊論域中采用不同的控制方式：系統(tǒng)響應(yīng)在暫態(tài)過程階段，模糊控制器起主要作用；當(dāng)系統(tǒng)響應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，誤差和誤差的變化率均很小時，PID控制器起主要作用。這種控制方法綜合了模糊控制魯棒性強(qiáng)、動態(tài)響應(yīng)好、上升時間快的特

3、點(diǎn)，又具有PID控制的較高動態(tài)跟蹤品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)精度。而且由于采用了基于模糊規(guī)則進(jìn)行混合控制的方法，克服了常規(guī)模糊-PID閾值切換控制器，在切換時容易躍變的現(xiàn)象。通過理論分析和仿真分析表明，本文提出的控制方法在動態(tài)品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)精度方面均優(yōu)于單一的PID控制和模糊控制，具有良好的控制效果。
　　 基于西門子的工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)，本文搭建了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的溫度時滯控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以西門子工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)和軟、硬件為控