史密斯预测器
外观
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史密斯预测器(Smith predictor)是由Otto J. M. Smith于1957年发明的预测型控制器,可以适用于有纯时间延迟的系统。其概念如下:
假设受控体是和纯时间延迟的结合。
第一步骤是考虑(没有时间延迟的系统),设计控制器,有合理的闭回路传递函数 。
下一步是设计可以针对受控体的控制器,要让其闭回路转移函数等于。
求解可以得到 。因此控制器的实现如下图,其中控制器用的改为 ,表示这是控制器使用的模型。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a3/Smith_predictor_1.svg/640px-Smith_predictor_1.svg.png)
此处有二个回路。大的回路是将输出为回授输入。但因为存在延迟,回授的是旧的资讯,这个回路无法有令人满意的控制效果。直觉来看,在没有新的资讯的k个取样区间时,系统由内回路来控制,其中包括一个预测器,预测(无法量测的)受控体目前的输出。
为了要确认此作法是否有效,可以将系统重新调整如下:
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2f/Smith_predictor_2.svg/640px-Smith_predictor_2.svg.png)
因此若控制器中用的模型完全符合受控体,内回路和中间的回路会抵消,控制器就会产生“正确的”控制输出。
参考资料
[编辑]相关条目
[编辑]外部链接
[编辑]- Overcoming process deadtime with a Smith Predictor. www.controleng.com. [2018-07-26]. (原始内容存档于2018-05-29) (英语).
- Control of Processes with Long Dead Time: The Smith Predictor - MATLAB & Simulink Example. www.mathworks.com. [2018-07-26]. (原始内容存档于2018-05-30).