大時滯不確定系統的無模型自適應控制

【摘要】本文將不依賴于被控對象數學模型的無模型自適應控制理論應用到大時滯不確定系統之中，提出基于無模型自適應控制理論的改進Smith預估算法。

【關鍵詞】大時滯不確定系統 Smith預估算法

1、緒論

在現代工業生產過程中，大時滯過程是十分普遍的，其特點是當控制作用產生后，在時延范圍內，被控參數完全沒有響應。在大時滯系統中，由于延遲的存在，使得被調量不能及時反映系統所承受的擾動，即使測量信號到達調節器，調節機關接受調節信號后立即動作，也要經過一段純遲延后，才波及被調量，使之受控制。這樣的過程必然會產生較為明顯的超調量和較長的調節時間。所以，具有大時滯的過程被公認為是較難控制的過程。其難控程度將隨著遲延占整個過程動態份額的增加而增加[1]。

美國加利福利亞大學的O.J.M. Smith教授發表了兩篇題為“Closed Control of Loops with Dead Time”， “A Controller to Overcome Dead Time”的文章[2，3] 。文中提出了過程輸出預估及時滯補償的方法，該方法后來被稱為Smith預估器。遺憾的是Smith預估器對系統收到的復合擾動無能為力。

針對Smith預估器對模型誤差十分敏感的缺點，出現了許多試圖改進Smith預估器的控制方案。R.P.Giles和T.M.Bartly（1977年）在Smith預估補償方法的基礎上提出了一種增益自適應補償方法[4]。這些研究確實在一定程度上提高了Smith預估補償區的魯棒性和抗擾動能力，但并沒有徹底解決問題。

2、基于無模型自適應控制的改進Smith （MMFAC-SMITH） 算法

MMFAC-SMITH算法的基本思想為：基于對稱相似結構原理，對預估補償器的參數利用無模型自適應控制方案進行估計，選擇無模型自適應控制器對系統進行控制。……