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图4则是在其他参数保持不变(β=1.35),时延步数分别取值为5、20、40与110时,系统(无Smith补偿)的响应特性曲线,可以发现,随着时延的增加,系统的超调量及响应时间都有所增加,动态性能逐渐变差。由前文的分析可知,系统的动态响应性能可以通过改变β的大小来调节,另外在大时延系统中也可以通过引入Smith预估器来补偿时延,这里以k=110为例,对这两种方法进行比较,结果如图5所示(800s处模型跃变为A1(z-1),B1(z-1)以及时延k变为100)。很显然,增加B的值,虽然可以很好地改善系统的超调量,但却无法兼顾系统的响应时间,这对于那些对系统超调及响应时间都有要求的对象来说是不可取的,而加入Smith预估补偿的方法,则可以消除延时的影响,使大时延系统的超调量及响应速度都得到大大改善,并且很好地保持了系统的鲁棒性。
4 结论
文中讨论了基于SGPC的PID参数整定问题。仿真结果表明,此方法较常规PID具有更好的控制性能,而且自适应Smith预估器的引入可以克服大时延系统的整定误差,并且充分保持了系统的鲁棒性。本研究为工业过程控制中的大滞后、时变等复杂系统的控制提供了一种良好的选用方案。