大滞后系统Smith预估器的控制仿真

合集下载

史密斯预估控制系统仿真

过程控制工程作业史密斯预估控制系统仿真院系：信息工程学院专业：2012级自动化******学号：*******指导老师：张*中央民族大学史密斯补偿控制纯滞后补偿控制的基本思路是：在控制系统中某处采取措施（如增加环节，或增加控制支路等），使改变后系统的控制通道以及系统传递函数的分母不含有纯滞后环节，从而改善控制系统的控制性能及稳定性等。

1．纯滞后补偿的基本原理如下图1.1所示图1.1 纯滞后补偿基本原理图令增加补偿后的传递函数为：则得：()(1)()s p G s e G s -τ=-()p G s 即为消除滞后所采用的补偿函数通过图1.1所示附加并联环节()p G s 的补偿处理，在()X s 和()Y s 之间传递函数不再表现为滞后特性。

2．史密斯滞后补偿控制史密斯提出的补偿方案如图1.2所示，虚框线部分为smith 预估器。

图1.2 史密斯补偿控制系统方框图系统传递函数为：()()()e ()1()()c p s c p G s G s Y s X s G s G s -τ=+可见，经补偿后，传递函数特征方程中已消除时间滞后项，也就是消除了时滞对系统控制品质的影响。

3．史密斯补偿控制仿真史密斯补偿控制综合仿真实例。

采用史密斯补偿控制方法对恒温箱的恒温过程进行控制。

其中，输入为燃油量，输出为温度。

（1）建立系统数学模型利用系统识别方法，得到系统数学模型为：所以，系统Smith补偿控制方框图如图1.2所示。

图中代表控制调节器传递函数。

经补偿后广义被控对象为：（2）无调节器时，开环系统稳定性分析式（1-1）表示为广义被控对象的Bode图如图1.3所示。

[程序：Smith_1.m]图1.3 广义被控对象Bode图可见，广义被控对象开环稳定幅值裕量为无穷大，相角裕量为120。

（3）系统控制参数整定由图1.3可知系统采用比例控制时，取任何值构成的闭环系统均稳定。

所以，本被控对象不能采用稳定边界法整定边界法整定系统参数。

大纯滞后过程特性Smith预估控制

过程控制系统课程设计题目之十三大纯滞后过程特性Smith 预估控制对于一个大纯滞后过程特性的对象：s PC e s s s G 10)12)(3(1)(-++=，试设计一个Smith 预估控制系统，并用SIMULINK 和MATLAB 程序仿真实现。

当系统设定值R(s)为1时，调整PI 参数，使过渡过程尽可能满意。

（假设检测变送环节的传递函数为1）；比较在预估模型有偏差时，在相同的输入条件下，与预估模型无偏差情况的仿真结果；如果系统有扰动信号F(s)为单位阶跃信号或SINS 信号时，比较系统的仿真结果；如有可能，再试设计一种改进的Smith 预估器。

实验报告要求： 1、供系统仿真图；2、按照题目要求，给出每个实验的仿真结果图；3、根据以上仿真结果，分析)(s G PC 有滞后与无滞后情况下，PI 参数整定的特点。

大纯滞后过程特性Smith预估控制摘要：Matlab 是一套高性能的数值计算和可视化软件。

它集数值分析、矩阵计算、信号分析与图形显示为一体，构成的一个方便的、界面友好的用户环境。

历经二十几年的发展和竞争，现已成为国际公认的最优秀的科技应用软件。

Matlab 最突出的特点就是简洁、它用直观的、符合人们思维习惯的代码、代替C 语言和FORTRAN 语言的冗长代码。

为此，Matlab 获得了对应用学科的极强适应力。

在国内外高校、Matlab 已成为大学生，硕士生、博士生必须掌握的基本技能。

在设计研究学位和工业部门，Matlab 已经成为研究和解决各种具体工程问题的一种标准软件。

Matlab 软件广泛用于数字信号分析，系统识别，时序分析与建模，神经网络、动态仿真等方面有着广泛的应用。

利用Matlab 这个最优秀的科技软件，把计算机技术与信号分析紧密地结合起来，对信号进行分析处理仿真研究，经实例验证，取得了非常好的效果，具有一定的实用价值。

本文控制系统为研究主体，提出一种Smith 预估控制算法，通过设计自适应非线性反馈回路来自适应调节参数，从而满足对象参数大幅度变化的要求。

大纯滞后系统的自适应Smith方法

1.一种具有大纯滞后系统的自适应Smith方法（前面的是smith预估的普遍性的东西，但是图还是用我的图，后面的几个图的模型是自适应的部分）特点：Smith预估控制法实质上是一种模型补偿方法，最大的弱点就是不能容忍预估模型与实际对象匹配不当。

即首先要求对实际对象的数学模型要有一定的准确了解，使预估模型匹配。

对参数变化比较敏感缺点：首先，难以精确地得到对象的数学模型，借以构造补偿器其次，在实际控制中，由于各种扰动及工况变化的影响，被控对象本身特性也不断地变化。

这些都使得预估模型与实际对象之间存在着差别，即失配。

要消除减少这种失配现象，必须使预估模型与实际对象的特性始终保持一致。

不难设想，在控制过程中，能够适时辨识出对象参数的变化，并随时调整预估模型的相应参数，使预估模型的参数随对象参数变化而变化。

构成一个具有可调模型参数辨识的自适应Smith预估控制器。

具有可调模型的参数辨识器，实质上是自适应模型跟踪控制系统的对偶形式。

在给定输入的条件下，党被辨识对象参数与可调整模型参数之间存在误差时，必然有误差信号，根据一定的自适应规律调节可调模型，使误差信号逐渐减小和消除，使得可调模型和被辨识对象一致自适应模型（具有参数辨识自适应的Smith预估控制系统原理框图）利用误差信号，经过自适应机构按一定的调节规律，修改预估模型参数，使对象和模型达到匹配。

2.大滞后系统最优PID参数自整定控制方法（不定）3.大滞后系统中专家-模糊PID方法的应用专家控制器：也是带有数据处理芯片的控制器，之所以有专家是人们为了区别普通智能控制器，是把具有专业经验和行业专业研究人员提供的算法装了进去，可以是系统工作状态更好。

模糊自适应PID控制以其简便、调整灵活、实用性强、精度高、稳定性强、鲁棒性强的优点。

然而一般的模糊控制器的规则和隶属函数都是认为设定的，一经确认就难以满足时变性和滞后性的动态要求。

为了满足控制中实时性的要求，提高系统性能，引入专家判断进行控制的方法，将操作人员的调整经验作为知识存入计算机中，建立知识库与现场实际情况相符的专家系统改善系统控制效果。

大滞后系统Smith预估器的控制仿真

大滞后系统S m i t h预估器的控制仿真-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN大滞后系统Smith预估器的控制仿真一、实验目的学习借助MATLAB软件设计一个Smith预估器控制一个大滞后环节,并且了解Smith预估器参数对系统的影响。

二、实验原理借助MATLAB软件我们可以轻易的模拟大滞后系统,对其进行控制仿真, Smith预估器的基本原理就是预先估计出过程在基本扰动下的动态特性,然后由预估器进行补偿,力图使被延迟了τ的被调量超前反映的调节器,使调节器提前动作,从而明显的减小超调量和加速调节过程。

控制框图如下：U(s)Y(s)+ --+Y’(s) +其中三、实验内容：对以下大滞后环节采取Smith预估器控制方案进行控制，其中K=2.2T=200τ=60。

采用工程整定中的动态特性参数法，有一组公式如下：由此得到一组参数为：Kc=2.36 Ti=134.7s Td=20.9sGc(s)KsGs(s)用MATLAB中的Simulink仿真工具箱仿真。

TransportDelay1TransportDelay2.2200s+1Transfer Fcn22.2200s+1Transfer Fcn12.2200s+1Transfer FcnStepScope1sIntegrator20Gain2-K-Gain12.4Gaindu/dtDerivative１．其中K Tτ变化5%，其中K=2.31T=210τ=63时。

TransportDelay1TransportDelay2.31210s+1Transfer Fcn22.31210s+1Transfer Fcn12.31210s+1Transfer FcnStepScope1sIntegrator20Gain2-K-Gain12.4Gaindu/dtDerivative其中K T τ变化-5%，其中K=2.09 T=190 τ=57时。

史密斯预估补偿器仿真

摘要过热蒸汽的温度是电站锅炉安全运行的重要指标之一。

本文针对过热气温大迟延、大惯性的特点，设计了史密斯预估补偿的控制方案。

并通过仿真结果证明，史密斯预估补偿优于常规PID控制。

关键字过热蒸汽温度史密斯预估补偿PID 仿真1 过热蒸汽温度控制必要性及对象特性分析机组过热蒸汽的温度是锅炉运行质量的重要指标之一，汽温过高会使锅炉受热面及蒸汽管道金属材料的蠕变速度加快，影响使用寿命。

汽温降低，将会使机组循环热效率降低，使煤耗增大。

过热汽温变化过大，除使管材及有关部件产生疲劳外，还将引起汽轮机转子与汽缸的胀差变化，甚至产生剧烈振动，危及机组安全运行。

所以，锅炉在运行中必须保证过热汽温稳定在规定值附近。

汽温控制的质量直接关系到机组的安全经济运行，又是锅炉各项控制中较为困难的任务之一。

这主要是由于：（1）造成过热汽温变化的原因很多，例如：机组负荷、减温水量、烟气侧的过剩空气系数及火焰中心位置、燃料成分等都会影响汽温的变化。

（2）在各种扰动作用下汽温对象具有非线性、时变等特性，使控制的难度加大。

（3）汽温对象具有大迟延、大惯性的特点，尤其随着机组容量和参数的提高，蒸汽过热受热面比例加大，使其迟延和惯性更大，从而进一步加大了控制的难度。

总之，过热汽温控制系统是一个多输入单输出的系统。

影响过热汽温主要扰动有三种：蒸汽流量（负荷）扰动；烟气热量扰动：燃烧器运行方式变化、燃料量变化、燃料种类或成分变化、风量变化等等这些变化最终均反映在烟气热量的变化；减温水流量扰动。

蒸汽流量（负荷）扰动和烟气热量扰动的迟延和惯性比减温水流量扰动小，但是蒸汽流量（负荷）信号由用户决定，不能作为调节手段；烟气热量控制（改变烟气热量和流量）比较困难；而减温水流量的控制对过热器的安全运行比较有利。

所以对于一般电厂，尽管对象特性不是太理想，但是目前还是广泛采用改变减温水流量来控制过热蒸汽的温度，即喷水减温。

因为电站锅炉的过热器管路比较长，因此它是一个大惯性加纯滞后的对象。

基于Smith预估模糊PID的控制温度系统的设计与仿真

第３７卷第４期２０２３年７月兰州文理学院学报(自然科学版)J o u r n a l o fL a n z h o uU n i v e r s i t y ofA r t s a n dS c i e n c e (N a t u r a l S c i e n c e s )V o l ．３７N o ．４J u l ．２０２３收稿日期:２０２３Ｇ０１Ｇ２０基金项目:安徽省科学研究重点项目(２０２２A H ０５２０００,２０２２A H ０５２００２);安徽三联学院校级平台重点研究项目(K J Z D ２０２２００６)作者简介:夏百花(１９８１Ｇ),女,安徽合肥人,副教授,硕士,研究方向为自动化．E Ｇm a i l :５５３７９７７５＠q q．c o m．㊀㊀文章编号:２０９５Ｇ６９９１(２０２３)０４Ｇ００５９Ｇ０５基于S m i t h 预估模糊P I D 的控制温度系统的设计与仿真夏百花,蒋龙云(安徽三联学院电子电气工程学院,安徽合肥２３０６０１)摘要:针对工业生产控制过程中的温度非线性㊁滞后大等缺点,设计了一种基于S m i t h 预估算法的模糊P I D 控制器．以一阶加滞后系统为例,通过对常规P I D 控制算法㊁S m i t h 预估控制算法和模糊P I D 控制算法的理论分析研究,提出了一种将S m i t h 预估控制和模糊算法相结合的控制方案应用于温度控制系统,并用S i m u l i n k 对温度控制系统进行仿真,得出常规P I D 控制算法对于滞后较大的系统无法适用,而采用S m i t h 预估模糊P I D控制算法的上升时间和调节时间分别减小了１s 和２s ．实验结果表明:基于S m i t h 预估的模糊P I D 控制算法在响应速度和调节过程中具有更大的优势．关键词:S m i t h 预估;模糊P I D ;大滞后中图分类号:T P １３㊀㊀㊀文献标志码:AD e s i gna n dS i m u l a t i o no f T e m p e r a t u r eC o n t r o l S y s t e mB a s e do nS m i t hE s t i m a t eF u z z y PI D X I A B a i Ｇh u a ,J I A N GL o n gＧY u n (S c h o o l o fE l e c t r o n i c a n dE l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,A n h u i S a n l i a nU n i v e r s i t y,H e f e i ２３０６０１,C h i n a )A b s t r a c t :I nv i e wo f t h e s h o r t c o m i n g s o f t e m p e r a t u r e i n i n d u s t r i a l p r o d u c t i o n c o n t r o l pr o c e s s ,s u c ha s n o n l i n e a r i t y a n d l a r g ed e l a y ,a f u z z y P I Dc o n t r o l l e rb a s e do nS m i t h p r e d i c t i o na l g o Ｇr i t h m w a s d e s i g n e d ．T a k i n g t h e f i r s t Ｇo r d e r p l u s d e l a y s y s t e ma s a n e x a m p l e ,t h r o u gh t h e t h e Ｇo r e t i c a l a n a l y s i s a n dr e s e a r c ho f c o n v e n t i o n a lP I Dc o n t r o l a l g o r i t h m ,S m i t he s t i m a t ec o n t r o l a l g o r i t h ma n d f u z z y P I Dc o n t r o l a l g o r i t h m ,t h i s p a p e r p r o p o s e d a c o n t r o l a l go r i t h mt h a t c o m Ｇb i n e dS m i t h e s t i m a t e c o n t r o l a n d f u z z y a l g o r i t h mt o a p p l y t o t h e t e m p e r a t u r e c o n t r o l s ys t e m ,a n du s e dS i m u l i n kt os i m u l a t e t h e t e m p e r a t u r ec o n t r o l s ys t e m ,a n dc o n c l u d e dt h a t t h ec o n Ｇv e n t i o n a l P I Dc o n t r o l a l g o r i t h m w a sn o t a p p l i c a b l e t o t h e s y s t e m w i t h l a r g ed e l a y ,T h e r i s e t i m e a n d a d j u s t m e n t t i m e o f t h eS m i t he s t i m a t e f u z z y P I Dc o n t r o l a l g o r i t h m w e r e r e d u c e db y１s a n d ２s r e s p e c t i v e l y ．T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e f u z z y P I Dc o n t r o l a l g o r i t h m b a s e do nS m i t h p r e d i c t i o nh a d g r e a t e r a d v a n t a g e s i n r e s p o n s e s p e e d a n d r e gu l a t i o n p r o c e s s ．K e y w o r d s :S m i t he s t i m a t e ;F u z z y P I D ;l a r g e d e l a y ㊀㊀工农业生产控制过程中,温度控制约占据工业控制系统的７０％以上,但这些被控对象普遍存在一些较为复杂的因素,如动态特性复杂㊁非线性㊁干扰强㊁滞后时间较大等[１]．若采取简单控制系统且控制器采用常规P I D 控制时,对温度的控制效果并不是很理想,因此必须寻求更加先进且有效的控制方法．1㊀Smtih预估模糊PID控制算法的理论基础1.1㊀控制系统数学模型建立一般情况下,温度控制系统都具有非线性㊁时滞大等特点,为了简化温度控制系统的数学模型,可近似用一阶惯性加纯滞后环节或二阶系统加纯滞后环节来表示．在本文中,温度控制系统的数学模型用一阶系统进行简化,假设其传递函数可表示为G(s)＝K０T０s＋１e－τs＝G０(s)e－τs,(１)其中:K０表示被控对象的静态增益;T０表示被控对象的惯性时间常数;τ表示被控对象的滞后时间常数．在大多数被控过程的动态特性中,通常用τ/T的比值大小作为衡量被控过程纯滞后的严重程度,若τ/T＜０．３,被称为一般滞后过程,对于这类系统,使用常规的P I D控制算法就可得到满意的控制效果;若τ/T＞０．３,则称为大滞后过程,此类系统需采用较为复杂的控制算法进行控制．本文中所讨论的被控对象为大滞后过程,即τ/T＞０．３的温度控制系统．1.2㊀Smith预估模糊PID控制算法理论基础对于大多数定值控制系统来说,需要将被控对象的实时参数与设定值之间进行比较得到偏差,然后根据偏差的大小送入控制器中进行控制,其控制规律通常选用常规P I D(比例㊁积分㊁微分)控制算法,优点在于其原理简单,易于参数整定, P㊁I㊁D３个参数之间相互分离㊁互不干扰,且在分析系统时,也不需要对系统进行复杂的建模分析和处理．随着工业生产过程中控制系统对精度要求的不断提高和被控对象的日益复杂,特别是滞后较大的系统来说,常规的P I D控制算法已经无法满足系统所需的稳定性和精度要求．为了解决这种情况,本文主要以模糊控制算法为基础,采用基于S m t i h预估算法的模糊P I D控制算法对温度系统实施更加精确的控制．(１)反馈控制算法理论基础反馈控制算法是指系统的输出直接作用于系统的输入端,与输入信号进行比较产生偏差后送入控制器中发出控制信号[５],其模型如图１所示．由图１可知系统输出量Y(s)为Y(s)＝G c(s)G v(s)G(s)１＋G c(s)G v(s)G(s)X(s)．(２)图１㊀反馈控制系统模型㊀㊀系统的特征方程为:D(s)＝１＋G c(s)G v(s)G(s)＝１＋G c(s)G v(s)G０(s)e－τs＝０,由于被控对象中存在着滞后环节e－τs项,因此会对系统的稳定性带来不利影响．(２)S m i t h预估控制算法理论基础S m i t h预估控制是一种针对于纯滞后系统设计的控制策略,其系统模型如图２所示．其基本思想[２]是:首先预先估计出被控过程的动态模型,然后引入一个和被控对象相并联的补偿器对被控对象的纯滞后时间进行补偿,使得被滞后了τ时间的被控量提前反馈到控制器的输入端,致使控制器提前发出动作,以减小系统超调,进而加速整个调节过程,从而对纯滞后时间进行削弱和消除．图２㊀S m i t h预估控制系统模型㊀㊀由图２可知此时的闭环传递函数为Y(s)X(s)＝{G c(s)G v(s)G０(s)e－τs}/{１＋G c(s)G v(s)G０(s)e－τs＋G c(s)G v(s)G０(s)(１－e－τs)}＝G c(s)G v(s)G０(s)e－τs１＋G c(s)G v(s)G０(s)．(３)从闭环传递函数可以看出,系统的特征方程D(s)＝１＋G c(s)G v(s)G０(s)＝０中已没有了e－τs 纯滞后项,即该系统与原系统相比已经消除了纯滞后对闭环系统稳定性的影响．(３)模糊P I D控制算法理论基础将S m i t h预估算法㊁常规P I D控制算法与模糊算法相结合就组成了模糊P I D控制算法,其控０６㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀兰州文理学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３７卷制系统模型如图３所示．图３㊀模糊P I D 控制系统模型㊀㊀本文选择的是目前使用较广泛的二维模糊P I D 控制器[３]．将模糊P I D 温度控制系统的给定温度X (s )与测量温度Y (s )之间的偏差记为E ,偏差变化率d e /d t 记为E C ．将E 和E C 作为二维模糊控制器的输入变量,其输出变量为P I D 控制器的参数K p ㊁K i ㊁K d 的修正量ΔK p ㊁ΔK i ㊁ΔK d ．假定E 和E C 的模糊论域为[－５,５],ΔK p ㊁ΔK i ㊁ΔK d 的模糊论域均为[－３,３],系统各参数论域如表１所列．表１㊀系统各参数论域表变量EE CΔK pΔK iΔK d基本论域[－１０,１０][－２,２][－１．５,１．５][－１．５,１．５][－３,３]模糊论域[－５,５][－５,５][－３,３][－３,３][－３,３]量化因子０．５０．４０．５０．５１㊀㊀采用七段式模糊的方法将输入变量和输出变量分解成７个模糊子集[４],其语言变量分别为:正大(P B )㊁正中(P M )㊁正小(P S )㊁零(Z O )㊁负小(N S )㊁负中(NM )和负大(N B )．常用的隶属度函数主要分为３类,即S 形(S M F )隶属函数㊁Z 形(Z M F )隶属函数和三角形(T R I M F )隶属函数,由于目前还没有较为成熟的方法来确定每个系统的具体隶属函数,因此本文选取计算量小㊁灵敏度高且稳定性好的三角形(T R I M F )隶属函数形作为模糊控制的隶属度函数,其曲线如图４所示．图４㊀E 的隶属度函数㊀㊀根据人的直接思维进行推理,采取系统输出的误差E 及误差的变化趋势d e /d t 来设计减小或消除系统误差的模糊控制规则．当误差E 较大时,在选择模糊控制量时应以减小或消除误差为主,而当误差E 较小但误差变化率变化较大时,模糊控制量的选择则应以在保证系统稳定的前提条件下,防止系统出现超调为主．根据专家和个人经验可得修正量ΔK p ㊁ΔK i ㊁ΔK d 的模糊控制规则如表２~表４所列．为了保证系统的稳定性㊁动态和稳态性能基本要求,由最大隶属度法可知,系统中所需的模糊P I D 控制参数,即比例㊁积分㊁微分的输出结果均在原始P I D 参数的基础上进行修正,其修正公式为K ᶄp ＝K p ＋ΔK p ,K ᶄi ＝K i ＋ΔK i ,K ᶄd ＝K d ＋ΔK d ．ìîíïïïï(４)2㊀仿真设计及结果分析假设某一温度控制系统的被控对象的数学模型为G (s )＝１２s ＋１e －３s ,(５)其中,静态开环增益K ０为１,时间常数T ０为２s ,滞后时间τ为３s ,由于τ/T ＝１．５＞０．３,因此系统被认定为大滞后系统．本文仿真均采用MA T ＧL A B 软件中的子模块S i m u l i n k 进行实现,利用其相应模块搭建控制系统原理图,如图５所示．图中点线㊁实线和点划线方框中分别表示常规P I D控制㊁S m i t h 预估控制和S m i t h 预估模糊P I D 控制的原理图．通过示波器观察系统仿真波形,并将３种仿真波形进行比较分析．假设原理图中信号输入模块s t e p 为单位阶跃信号１,代表输入温度值为３０度,其阶跃响应曲线如图６所示．图中,实线代表输入信号,长划线㊁点划线㊁虚线分别为常规P I D控制㊁S m i t h 预估控制和S m i t h 预估模糊P I D 控制的系统响应曲线．从图中可以看出,不管是哪种控制方式,系统总是在滞后时间３s 后才开始作出响应．１６第４期夏百花等:基于S m i t h 预估模糊P I D 的控制温度系统的设计与仿真表２㊀ΔK p模糊控制规则E E CN B P B P B P B P B P M P S０NM P B P B P B P B P M００N S P M P M P M P M０P S P S ０P M P M P S０N S N S NM P S N S N S０N S NM NM NM P M N S０N S NM NM NM N B P B００NM NM NM N B N B表３㊀ΔK i模糊控制规则E E CN B N B N B NM NM N S００NM N B N B NM N S N S００N S N B NM N S N S０P S P S ０NM NM N S０P S P M P M P S NM N S０P S P S P M P B P M００P S NM P M P B P B P B００P S P M P M P B P B表４㊀ΔK d模糊控制规则E E CN B P S N S N B N B N B NM P S NM P S N S N B NM NM N S０N S０N S NM NM N S N S０００N S N S N S N S N S０P S０００００００P M P B P S P S P S P S P S P B P B P B P M P M P M P S P S P B㊀㊀被控对象中由于τ/T＝１．５＞０．３,属于大滞后系统,从图６中可以看出,在常规P I D控制下,无论P,I,D取何值,系统的输出都无法达到一个稳定值,因此无法保证系统的稳定性要求,同时也可以看出常规P I D控制算法对于滞后较大的系统不适用．将S m i t h预估控制和S m i t h预估模糊P I D 控制的响应曲线从计算上升时间㊁调节时间和稳态误差３个参数进行对比分析,其结果如表５所列．由于此被控对象是一阶加纯滞后环节,因此系统响应过程中没有超调现象出现．从表５的数据可以看出,不管控制器采用S m i t h预估控制和S m i t h预估模糊P I D控制中哪一种算法,系统都可以在一段时间后进入稳定状态,且稳态误差几乎相同,但是动态过程则有所不同,与单纯的S m i t h预估控制算法相比,本文控制算法上升时间减小了１s,调节时间减小了２s,即后者响应速度更快,系统的动态调节过程就越快．表５㊀阶跃响应曲线参数对比算法上升时间/s调节时间/s稳态误差S m i t h预估控制１．５３０．０２S m i t h预估模糊P I D控制０．５１０．０２3㊀结语本文提出了一种将S m i t h预估控制算法和模糊控制理论相结合的P I D控制解决方案,实现了对工业温度控制系统中所需温度的精确控制．２６㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀兰州文理学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３７卷图５㊀系统仿真原理图图６㊀阶跃响应曲线从仿真结果可以看出,对于滞后较大的系统来说,常规P I D 控制算法已经无法保证系统稳定性的基本要求,与S m i t h 预估控制算法相比,本文方案在系统的响应速度和动态调节过程持续的时间上具有较大优势,可广泛适用于控制系统中滞后较大的情况,这对于工业控制中的温度控制向更加智能化㊁快速化的方向发展具有重要意义．参考文献:[１]潘永湘,杨延西,赵跃．过程控制与自动化仪表[M ]．第２版．北京:机械工业出版社,２００７．[２]张皓,高瑜翔．前馈反馈S m i t h 预估模糊P I D 组合温度控制算法[J ]．中国测试,２０２０,４６(１１):１３２Ｇ１３８,１６８．[３]吕宝传,高晓红,董帅帅．基于变论域模糊P I D 的供热系统设计和仿真[J ]．吉林建筑大学学报,２０２１,３８(６):７５Ｇ７９．[４]张峰,王强．基于模糊粒子群P I D 算法的温控系统研究[J ]．电子测量技术,２０２２,４５(３３):１０９Ｇ１１４．[责任编辑:李㊀岚]３６第４期夏百花等:基于S m i t h 预估模糊P I D 的控制温度系统的设计与仿真。

自适应修正Smith算法控制大时滞过程的仿真研究

关键词：时滞过程；Ｉｉｈ预估器；人Ｓｎｔ自适应修正
叶分类号：Ｐ７．】Ｔ２３２
文献际识码：文章编号：０３２１０８１０１０Ｂ１０７４（０）００２—４２
ＳｅｆａｔｅＣｏｒｃｉｇＳｍｉｅｉｏｒｎｒｌｆａｇｌＡｄｐｉ－ｒｔｔＰｒｄｃｒｏｔｒｅ — ｖｅｎｈｔｆＣｏｏｏＬ
ｔｍｅＤｅａｏｅｓｉｌｙＰｒｃｓ
ＬＩＧｕ－ｉｎ，ＵｉｘａｇＣＨＥＮｕＺＨＵｆｎ，ＥＪ，Ｘｕ－ｅｇＸＩＹｕ（ｏｔｈｎｉｅｓｙｏＴｃｎｌｇｌｇｆｔｍａｏｃｅｃｎｎｉｅｉｇ，ａｇｈｕ５０４ｈｎ）ＳｕｈＣｉａｖｒｉｆｅｈｏｏｙＣｏｌｅｏＡｕｏｔｎＳｉｎｅａｄＥｇｎｒＵｎｔｅｉｎＧｕｎｚ工业控制中，由于工质或材料的传输、信号的传递，以及元件老化、零点漂移等原因。使得许多对象在不同程度上存在纯滞后、参数时变等复杂特性。大滞后
对象是工业生产过程中很难控制的一类对象，它是 “ 具有滞后的过程，在输入作用下不能立刻观察出它对输出
收稿日期：０ —０ —０２８０４８
｝空韦Ｕ论与应用理
《动技术应》０８第２卷０自化与用２０年第１期７
但在实际应用时由于参数较多，增加了参数整定的难度。其实，上述校正算法可以进行简化。因此，文建议一种本简化的改进的自适应Ｓｔｍｉｈ预估补偿算法，即采用常数Ｏ值进行自适应修正，ｔ使修正更加简单易行，并且也能达

大滞后系统的Smith在线辨识预估控制的研究

中图分类号：Ｐ７Ｔ２３文献标志码：Ａ文章编号：０１４５（０２０ — ３００１０ — ５１２１）３０３ — ４
Ｒｅｅｒｈｎａｇｉｅｅａｙｔｍａｅｎｎｌｄｎｔｆｃｔｏｓａｃｏｌｒｅｔｍ－ｄｌｙｓｓｅｂｓｄｏｏｉｉｅｉａｉｎｎｅｉ
０引言
大多数的工业过程一般情况下都是稳定的，过去围绕稳定的过程提出了许多有效的控制方法，但是由于大时滞的存在严重影响了系统的控制效果和稳定性，限制了可以达到的带宽和高增益的使用，导致系统的超调变大，调节时间变长，甚至出现振荡和发散，使时滞过程很难控制。时滞系统的控制问题一直是控制理论和控制工程实践中的难点，时滞环节的存在很大程度上相当于使系统变成了无穷阶，有无数个闭环极点，当前施加的控制作用需要经过一段时间才会在输出上反映出来。根据一般的理论分析可以得出：时
Ｔｅｒｓｌｆｓｌｉｒｔｅｓｃｎ — ｒｅｐｕｕｅｄｌｏｅｏｊｃｉｒｉｏｔｅｏｎｔｅｌｍｈｗｔａｔｅｏｌｅｈｅｕｔｏｉａｏｆｅｏｄｏｄｒｌｓｐｒｅｙｍｄｌｂｅｔｗｔｏｔｕｒｒｉａｔｅｓｏｈｔｈｎｉｓｍｕｔｎｏｈａｓｈｗｈｒｈｇｉｎ
胡素红，建安方
（东华大学信息科学与技术学院，上海２１２）０６０
摘要：工业过程中普遍存在大时滞对象，为解决大滞后复杂系统因无法建立精确数学模型而难于控制的问题，将史密斯（ｍｔ）Ｓｉ预估ｈ

史密斯预估控制在大滞后过程控制系统中应用论文

史密斯预估控制在大滞后过程控制系统中的应用摘要：本文简单分析了大滞后过程控制系统难于控制的主要原因，从而引出史密斯预估控制的基本思想及实现过程，并给出了一个实例进行仿真说明。

关键词：大滞后过程控制系统史密斯预估控制仿真实例1 大滞后过程控制系统概述在工业生产过程中，被控过程除了具有容积滞后外，还存在不同程度的纯滞后。

例如在工业生产中的乳化物干燥过程中，进入干燥器干燥乳液所用的热蒸汽需要经过换热器的热交换，才能改变空气温度。

由于换热器的时间常数较大，导致存在纯滞后。

此外，如化学反应、管道混合、皮带传送、轧辊传输、多个容器串联以及用分析仪表测量流体的成分等都存在不同程度的纯滞后。

1.1 难于控制的原因在大多数被控过程的动态特性中，既包含纯滞后τ，又包含惯性常数t，通常用τ/t的比值来衡量被控过程纯滞后的严重程度。

若τ/t＜0.3，则称为一般滞后过程；若τ/t＞0.3，则称之为大滞后过程。

大滞后过程被公认为较难控制的过程。

难于控制的主要原因分析如下：①由测量信号提供不及时而产生的纯滞后，会导致调节器发出的调节作用不及时，影响调节质量。

②由控制介质的传输而产生的纯滞后，会导致执行器的调节动作不能及时影响调节效果。

③纯滞后的存在使系统的开环相频特性的相角滞后随频率的增大而增大，从而使开环频率特性的中频段与（-1，j0）点的距离减小，结果导致闭环系统的稳定裕度下降。

若要保证其稳定裕度不变，只能减小调节器的放大系数，同样导致调节质量的下降。

2史密斯预估控制史密斯预估控制的基本思想是预先估计出被控过程的动态模型，然后设计一个预估控制器对其进行补偿，使滞后了τ时间的被控量提前反馈到调节器的输入端，使调节器提前动作，以减小超调和加速调节过程。

其控制系统框图如图1所示。

图1中，g0(s)是被控过程无纯滞后环节е-τs的传递函数；gs(s)是史密斯预估器的传递函数。

假设没有此预估器，则由调节器输出u(s)到被控量y(s)之间的传递函数为y(s)／u(s)= g0(s)е-τs （2-1）式（2-1）表明，受到调节器作用的被控量要经过纯滞后时间τ之后才能反馈到调节器的输入端，这就导致调节作用不及时。

基于模糊Smith控制的时滞系统设计与仿真

基于模糊Smith控制的时滞系统设计与仿真摘要今天的工业生产在面对日益复杂的控制问题伴随着科技的进步状态,时间延迟,但是,很难避免工业控制的内在特征, 它不仅降低了系统的稳定性,也严重影响工业生产过程的质量控制,模糊控制作为一种基于模型参数的控制方法的研究成为了一个热点。

MATLAB在本文中结合了模糊控制和Smith控制，即模糊—Smith控制,不仅补偿滞后的缺点,也较强的适应控制对象的参数变化,具有一定的实际应用前景。

大时滞工业生产过程中经常运用于冶金、炼油、化工、电力、航空航天和经济管理中，还在大时滞工业过程估计控制系统以传统的史密斯为主, Smith预测控制是延时控制最有效的控制方法,它不仅克服控制系统中的各类缺陷,也可以使模糊控制和Smith预估器相结合,对于模糊控制应用于纯时滞系统在某种程度上是更成功的。

关键词：模糊控制; Smith控制; 时滞系统; MATLAB。

Based on the fuzzy - Smith control design and simulation oftime-delay systemsAbstractIn today's industrial production in the face of increasingly complex control problems along with the progress of science and technology condition, time delay, but it is hard to avoid the inherent characteristics of the industrial control, it not only reduces the system's stability andserious influence the industrial process control 's quality , fuzzy control, as a kind of control method based on model parameters become a hot spot of research. MATLAB in this paper combines fuzzy control and control become blurred - Smith. Smith control, not only compensate the disadvantage of lag, and to adapt to changes in the parameters of the controlled object, has a certain practical application prospect. Large time delay is often used in the process of industrial chemical, oil refining, metallurgy, electric power, aerospace, economic management and traffic system. Also in large industrial processes with time-delay estimation control system is given priority to with the traditional Smith, Smith predictive control is the most classical and most mature time delay control method, it not only make the set value input zero steady-state error and external disturbance, also can be combined with fuzzy control and Smith estimatesKey words: Fuzzy Control; Matlab; Delays; Smith control 目录摘要ⅠAbstract Ⅱ目录Ⅲ1引言11.1选题的背景及意义12绪论22.1 研究的内容及方法22.2研究的可行性22.3研究的目标及意义43模糊-Smith控制43.1时滞53.2模糊控制53.3 Smith控制63.4史密斯（Smith）预估器73.5模糊-Smith控制94 MATLAB软件仿真134.1 MATLAB与其特点134.2模糊-Smith控制的MATLAB仿真134.3仿真结果分析185结论19参考文献19致谢201引言1.1选题的背景及意义对于今天的工业生产在面对日益复杂的控制问题伴随着科技的进步状态,时间延迟,但是,很难避免工业控制的内在特征, 它不仅降低了系统的稳定性,也严重影响工业生产过程的质量控制,模糊控制作为一种基于模型参数的控制方法的研究成为了一个热点。

基于MATLAB的大延迟系统的PID控制与Smith预估器控制的仿真分析

进行补偿控制，力图使被延迟了
下的被调量提前反映到调节器，
并使之动作，以此来减小超调量图２ｍｔ预估器控制原理图Ｓｉｈ与加速调节过程。其原理就是在ＰＤ控制回路上再并联一个补偿回路，Ｉ以此抵消被控对象的纯滞后因素。被控对象的传递函数为设
３实例
下面通过一个实例来说明ＰＤ控制器与Ｓｉ预估器控制的仿真分析。Ｉｍｔｈ
已知某系统的受控对象模型为：。ｓＧ（）＝
丽
ｅＩ８
Ｐ控器传函为＝萼专Ｉ制的递数：ｓ丝ＤＧ）（
通过仿真分析（程序与Ｓｉ预估器控制大致相同，ｍｔｈ只是模型略有差别，故略去）可得ＰＤ控制的阶跃，Ｉ响应曲线如图４所示，同时仿真可知系统的性能指标为：
作者简介：俞倩兰（９２）女，１６一，浙江杭州人，常熟理工学院信息与控制工程系副教授，硕士。
维普资讯
６８
常熟理工学院学报
２００６年
２Ｓｉ预估补偿控制ｍｔｈ
Ｓｉ预估器控制的基本思ｍｔｈ路是：预先估计出过程在基本扰动下的动态特性，然后由预估器
第６期
俞倩兰：于ＭＴＡ基ＡＬＢ的大延迟系统的ＰＤ控制与ＳｉＩｍｔｈ预估器控制的仿真分析
６９
ｎ＝［．６；ｌ１０］
Ｓ￣￥ｏＧ（）ｏｓ为除去纯滞后部分对象的特性，控制器的传递函数为Ｇ（）预估补偿器的传递函数为ｏｓ，Ｇ（）则Ｓｉ预估器控制原理如图２所示。，，ｍｔｓｈ由图２可得经补偿后的等

基于两级Smith预估的纯滞后系统串级模糊控制仿真设计报告

基于两级Smith预估的纯滞后系统串级模糊控制仿真Simulation of Cascade Fuzzy Control Method for Pure Lag System Based on Two LevelSmith Predictors摘要在工业过程中,纯滞后系统普遍存在。

针对副回路中含有纯滞后的串级控制系统,对典型的PID串级控制系统加以改进,提出基于主副回路Smith预估补偿的串级模糊控制方法,在主副回路分别加入Smith预估器,并利用模糊控制器为调节器。

仿真结果表明,该种控制方法相比传统的PID串级控制方法具有更优的动态特性和鲁棒性。

关键词：串级模糊控制系统；纯滞后；Smith预估器AbstractThe large time-delay systems widely exist in industry process.For the pure lag which exists in the inner loop of cascade control systems,the cascade fuzzy control method based on Smith predictors is proposed.Two different Smith predictors are added in the main and inner of the system separately and Fuzzy controller is used as the main controller.Simulation result shows that the proposed method is much better than the traditional PID cascade control method in dynamic performance and robustness.Keywords:Cascade fuzzy control system; Pure lag; Smith predictor目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1 概述 (1)1.1 问题提出 (1)1.2 历史回顾 (2)1.3 论文贡献 (3)1.4 结构及内容 (3)2 纯滞后串级控制系统设计理论方法 (4)2.1 串级控制系统 (4)2.2 Smith 预估器 (6)2.3 纯滞后补偿控制系统 (9)2.4 自适应控制 (10)3 两级Smith预估补偿器的设计 (14)3.1 两级Smith预估补偿器的设计 (14)3.2模糊控制器的设计 (15)3.3 算法仿真研究 (19)4 纯滞后串级控制系统新型控制算法的设计 (23)4.1 新型控制算法的设计 (23)4.2 仿真分析 (26)5 结束语 (31)5.1论文贡献 (31)5.2今后的工作方向 (31)参考文献 (32)1 概述在工业生产过程中，滞后是广泛存在的。

大时滞过程控制系统及simulink仿真

大时滞过程控制系统及simulink 仿真课题背景：在化工、冶金、石油等工业生产过程中，广泛存在较大的纯时间滞后（时延）。

纯滞后往往是由于物料或能量需要经过一个传输过程而形成的，例如从阀门动作到压力传感器的变化。

反馈控制系统是以当前观测到的被控对象的输出为依据的，与给定值比较产生偏差，控制器根据偏差提供一个合适的控制信号给执行机构，因此测量对象实际输出就可以使控制作用及时、大小适度。

然而，过程控制通道或测量变送元件上的纯滞后将影响系统动态性能，使得系统在输人作用下被控对象不能立即产生效果，从而使控制调节不及时，过渡过程时间加长，系统的超调量增大，导致过渡过程的剧烈振荡，严重地破坏了系统的稳定性。

过程扰动通道中的纯滞后对闭环系统的动态性能没有影响，仅使系统的输出对扰动的反应延迟一个纯滞后时间。

从广义角度来说，所有的工业过程控制对象都具有纯滞后性，目前克服大滞后的常用控制方有：改进的常规控制方案、预估补偿方案、采样控制方案。

方案采用原理：一、 pid 控制原理：（1）比例单位：成比例地放大或缩小控制系统的偏差信号e （t ），只要被控制量偏离其给定的目标值，控制其便会产生与偏差信号成正比的输出信号，通过执行器使偏差减小。

（2）积分单位：主要用来消除静差，提高系统的无差度。

只要被控制量存在偏差，其输出的调节作用便随时间不断加强，直至偏差为零。

积分作用的强弱取决于积分时间常数TI ，TI 越小，积分作用越强，反之则越弱。

（3）微分单位：反映偏差信号的变化趋势（即变化速率），并能在偏差信号出现或变化的瞬间，立即根据变化趋势，在系统中自动引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的调整速度。

二、预估补偿控制当系统中纯滞后环节（滞后时间比较大），会导致系统控制不及时，常规PID 控制、微分先行控制、中间反馈控制往往难以取得显著效果。

而预估计补偿控制按照大纯滞后的工业过程的特性，设想一种模型（补偿器）加到反馈控制系统中，力图使控制之后了τ的被控量提前反映到控制器上，使控制器提前动作，从而显著地减小或补偿了时滞给系统造成的不利影响，有效地降低了系统的超调量和过渡过程时间，提高了系统的控制质量。

smith预估控制算法仿真设计实验.docx

华北电力大学实验报告实验名称： Smith预估控制算法设计仿真实验课程名称：计算机控制技术与系统学生姓名：学号：专业班级：Smith 预估控制算法设计仿真实验二、实验目的在控制算法学习的基础上，根据给定对象特性设计smith 预估控制器算法，并利用Matlab 软件进行仿真实验，同时与PID 算法控制算法进行比较，加深对该控制算法的掌握和理解。

三、实验仪器MATLAB R2014a四、实验内容设广义被控对象为：1011()()()1Ts s se e H s G s G s e s T s ττ----==⋅+ 控制系统框图为：T取T=1、τ=2、T 1=2.88，经采样（T=1s ）保持后，其广义对象z 传递函数为00.2934()0.7066G z z =-，而2s e -转换为2个单位迟延。

控制器参数：Kp=0.5，Ki=0.2，Kd=0。

五、实验要求：（1）Smith 预估控制算法，作给定值扰动和外部扰动响应实验，并绘制控制器输出P 和系统输出y 响应曲线。

（2）被控对象不变，采用理想PID 进行给定值扰动和外部扰动响应实验，并绘制控制器输出P 和系统输出y 响应曲线。

使用MATLAB 辅助设计软件simulink 仿真，构造了如下仿真结构图上半部是加入了Smith 预估控制算法的系统，下半部是没加入Smith 预估控制算法的系统。

广义对象z 传递函数为00.2934()0.7066G z z =-，而2s e -转换为2个单位迟延。

程序为：sys=tf(1,[2.88,1],'inputdelay',2)；sys1=c2d(sys,1,'zoh')sys1 =0.2934z^(-2) * ----------z - 0.7066Sample time: 1 seconds其中，上下半部系统控制器参数：Kp=0.5，Ki=0.2，Kd=0。

在上下半部系统30s时加入内部扰动，60s时加入外部扰动，得出控制器输出曲线如下：其中蓝色曲线是加入了Smith预估控制算法的系统，绿色曲线是没有加入Smith预估控制算法的系统。

温度大时滞串级—Smith预估控制系统建模与仿真

温度大时滞串级—Smith预估控制系统建模与仿真作者：张程张卓来源：《科技视界》2016年第08期【摘要】本文针对大时滞系统在控制过程中存在的容量滞后较大、调节作用不及时、干扰比较频繁和动态偏差量大等常见问题，建立了温度大时滞串级-Smith预估控制系统的数学模型，该模型有效地改善了系统性能，解决了温度控制品质难以提高的问题。

以典型温度大时滞控制系统——聚合釜温度控制系统为例，通过引入串级-Smith预估控制以改善系统性能，提高温度控制品质。

根据聚合釜温度控制系统的一般特性，进行了聚合釜温度控制系统的系统模型建立和控制器参数整定，并通过MATLAB/Simiulink进行了仿真分析。

实验结果表明，相对于单回路PID控制和串级PID控制系统，采用串级-Smith预估控制系统可以明显改善聚合釜温度控制系统的品质，大幅度降低了大时滞系统中由于容量滞后对系统动态性能的影响，使系统具有更优的动态特性和鲁棒性。

【关键词】大时滞；Smith预估；PID；仿真分析【Abstract】Aiming at common problems of Large time-delay system in control process， such as large capacity lag regulation is not timely， frequent interference and large amount of dynamic deviation， this paper establishes the temperature delay cascade-Smith predictive control system mathematical model. The model can effectively improves the system performance， and solves the problem of difficult to improve the temperature control quality. In this paper， the typical temperature control system with delay-polymerization kettle temperature control system as an example. By introducing the cascade-Smith control to improve system performance and improve the quality of temperature control. According to the general characteristics of polymerization kettle temperature control system， the system model of the temperature control system of polymerization reactor is established and the tuning of the controller， and simulation analysis by MATLAB/Simiulink. Experimental results show that compared with single loop PID control and cascade PID control system， using cascade Smith predictive control system can significantly improve the polymerization kettle temperature control system of quality， greatly reduces the large time delay system due to the capacity of lag effects on the dynamic performance of the system， the system has better dynamic performance and robustness.【Key words】Large time delay； Smith predictor； PID； Simulation analysis0 引言在工业生产过程中，具有时滞特性的控制对象是非常普遍的。

大纯滞后系统的模糊Smith控制器设计与仿真

图１带纯延迟环节的控制系统
由于闭环特征方程中出现了纯滞后环节，使系统的稳定性降低，过渡过程时问增长，超调量增大，果是常规ＰＤ控制器，如Ｉ当纯滞后时间足够大，系统将是本质不稳定的。ｍｔＳｉｈ预估控制被认为是克服大时滞过程的最有效控制策略之一，统的传Ｓｔｍｉｈ预估控制系统框图如图２所示，补偿环节ＧＳ（ｅｍ（１－）一称为Ｓｉ预估器。ｍｔｈ
完全相同。
三、ｕｚ— ＦｚｙＳｍｉｔｈ控制
Ｓｉ预估补偿控制的缺点是对模型误差较为敏感，对于ｍｔｈ
具有时变特性的对象，当模型误差较大时，ｔＳｈ预估补偿控制ｍｉ
系统的品质会变坏，甚至失去稳定性。而模糊控制对参数变化
图４输入、出变量的隶属度函数输
Ｇｃ）： —— —— ＇Ｓ — （＿ ——一（２）
预估控制的优点，对纯滞后特性有较好的补偿作用，对被控对象参数的变化有较强的适应能力，而且改进后的ＦｚｙＳｉｕｚ— ｍｔｈ
控制器具有很强的鲁棒性和良好的控制品质。
二、ｍｉＳｆ估控制ｈ预
控制系统，则控制效果很难令人满意。
针对大时滞、非线性、时变的控制对象，设计了一种ＦｚｙＳｉｕｚ— ｍｔｈ控制器，把对时滞系统最有效的控制策略之一的Ｓｔｍｉｈ预估补偿控制和对参数变化和噪声不敏感、鲁棒性强的模糊控制方法结合起来，利用Ｓｉｍｔｈ预估器对模糊控制进行有
图２Ｓｔｍｉｈ预估控制原理图

基于Smith预估器的大时滞系统控制方法研究与仿真

1 传统Smith预估器
传统Smith预估器实质上是一种模型补偿控
制，采用补偿原理，将过程对象的纯滞后环节从系统特征方程中消除，从而改善对时滞过程的控制效果。 1.1 Smith预估控制基本思路
Smith预估控制是瑞典科学家Smith于1957年提出的一种解决时滞系统控制问题的预估控制方法，其控制基本思路是预先估计出过程在基本扰动下的动态特性，然后由预估器进行补偿控制，使被延迟了的被调量提前反映到调节器，并使之动作，以此来减小超调量与加速调节过程[3]。 1.2 Smith预估控制补偿算法
Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2010.08.56
0 引言
时滞现象常产生于化工、轻化、冶金、计算机网络通讯和交通等系统中[1,2]。就控制系统而言，时滞是指作用于系统上的输入信号或控制信号与在它们的作用下系统所产生的输出信号之间存在的时间上的延迟，当时滞较大时，将会使系统中的被调量不能及时反映控制信号的作用；另外，当被控对象受到干扰而使被调量改变时，控制器产生的控制作用不能及时有效地抑制干扰的影响，从而导致较大的超调量和较长的调节时间，甚至产生不稳定。因此，大时滞系统一直受到人们关注，成为目前过程控制研究领域的一个重要课题。
基于Smith预估器的大时滞系统控制方法研究与仿真
The study and simulation on the control methods in large time delay system based on Smith predict国防工业职业技术学院，西安 710300）
采用双控制器方案，构成双自由度Smith预估
图3 双自由度Smith预估器结构示意图【178】第32卷第8期 2010-8