基于Smith預估補償?shù)哪：?PID混合控制在時滯系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、溫度控制在冶金、化工、機械等工業(yè)領域應用非常廣泛。這些工業(yè)領域的過程控制往往具有工況復雜、參數(shù)多變、控制滯后等特點。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)調整不當，會造成系統(tǒng)控制品質的下降，嚴重時會導致系統(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際意義。
　　 本文針對工業(yè)生產過程中的時滯現(xiàn)象，搭建了網絡環(huán)境下的溫度時滯控制系統(tǒng)。通過實驗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)學模型。根據(jù)被控對象大滯后的特性，采用Smith預估補償和基于模糊規(guī)則的模糊-PID混合控制的控制策略：系統(tǒng)通過Smith預估器對大滯后進行補償；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)響應在暫態(tài)過程階段，模糊控制器起主要作用；當系統(tǒng)響應進入穩(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、動態(tài)響應好、上升時間快的特

3、點，又具有PID控制的較高動態(tài)跟蹤品質和穩(wěn)態(tài)精度。而且由于采用了基于模糊規(guī)則進行混合控制的方法，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)以太網和PROFIBUS現(xiàn)場總線技術，本文搭建了網絡環(huán)境下的溫度時滯控制實驗系統(tǒng)。該實驗系統(tǒng)以西門子工業(yè)通訊網絡和軟、硬件為控