施密斯预估控制n n1.施密斯预估控制原理：施密斯预估控制原理：n n 如下图所示，在单回路控制系统中， 为调节器的传递函数，用于校正 部分； 表示被控对象的传递函数， 为被控对象中不包含纯滞后部分的传递函数， 为被控对象纯滞后部分的传递函数。2021/6/42021/6/41 1 带纯滞后环节的控制系统带纯滞后环节的控制系统带纯滞后环节的控制系统带纯滞后环节的控制系统n n施密斯预估控制原理：施密斯预估控制原理： 与与 并接一补偿环节，用并接一补偿环节，用来补偿被控对象中的纯滞后部分。来补偿被控对象中的纯滞后部分。2021/6/42021/6/42 2 这个补偿环节称为预估器，其传递函数为 ， 为纯滞后时间，补偿后的系统框图示于下图中。 带施密斯预估器的控制系统带施密斯预估器的控制系统带施密斯预估器的控制系统带施密斯预估器的控制系统 2021/6/42021/6/43 3n n由施密斯预估计器和调节器 组成的补偿回路称为纯滞后补偿器，其传递函数为 ：n n补偿后的传递函数如下：2021/6/42021/6/44 4 从上式可知，经补偿后，消除了纯滞后部分对控制系统的影响，因式中 在闭环控制回路之外，不影响系统的稳定性，拉氏变换的位移定理说明， 仅将控制作用在时间坐标上推移了一个时间，控制系统的过渡过程及其它性能指标都与对象特性为 时完全相同。2021/6/42021/6/45 52.具有纯滞后补偿的数字控制器 具有纯滞后补偿的控制系统具有纯滞后补偿的控制系统具有纯滞后补偿的控制系统具有纯滞后补偿的控制系统2021/6/42021/6/46 6n n 纯滞后补偿的数字控制器由两部分组成：一部分是数字PID控制器（由D(s)离散化得到）；一部分是施密斯预估器。（1）施密斯预估器n n 滞后环节使信号延迟，所以在内存中设定N个单元作为存放信号m(k)的历史数据，存储单元的个数N由下式决定。2021/6/42021/6/47 7N-N-滞后时间；滞后时间；T-T-采样周期采样周期 每采样一次，把 记入0单元，同时把0单元原来存放数据放到1单元，1单元原来存放数据放到2单元,以此类推，从单元N输出的信号，就是滞后N个采样周期的m(k-N)信号。2021/6/42021/6/48 8施密斯预估器的输出可按下图顺序计算。 施密斯预估施密斯预估器方框图施密斯预估器方框图2021/6/42021/6/49 9 图中，u(k)是PID数字控制器的输出，是施密斯预估器的输出。从图中可知，必须先计算传递函数的输出m(k)后，才能计算预估器的输出 2021/6/42021/6/41010 许多工业对象可近似用一阶惯性环节和纯滞后环节的串联来表示 -被控对象的放大系数 -被控对象的时间常数 -纯滞后时间2021/6/42021/6/41111n n预估器的传递函数为（2）纯滞后补偿控制算法步骤计算反馈回路的偏差计算纯滞后补偿器的输出 2021/6/42021/6/41212n n化成微分方程式，则可写成n n相应的差分方程为此式为施密斯预估控制算式式中 ， ， 2021/6/42021/6/41313计算偏差 =计算控制器的输出u(k)当控制器采用PID控制算法时，则2021/6/42021/6/41414结束，下课！2021/6/42021/6/41515部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！