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工业过程本身的物理特性存在延时,信号转换需要延时,网络通讯延时和计算延时等因素也无法忽略,这些都决定了时滞效应广泛存在,而普通的控制方法对时滞系统的控制效果并不理想。为了设计好的控制器,并应用到工程中,本文考虑了以下四个方面:
1)分析了时滞系统的数学描述。时滞过程的数学描述不同于非时滞系统,在第二章,重点考察了时滞过程的数学描述方法,这是文章后面辨识和控制的基础。
2)第三章讨论了从时滞系统的过程实验数据到时滞模型的辨识方法。从时域和频域两个方面,给出了时滞常数和时滞系统的一些辨识算法;
3)可用于时滞系统的控制器很多,第四章给出了一个概述。然后,重点推导了预测控制算法,并分析了如何把预测控制算法应用到PID参数的整定上面,同时还给出了预测控制算法的一种便于实现的形式。
4)为了将控制算法应用于实际工程,本文第五章涉及了控制理论工程化实现的一些内容。
所有算法均给出了Matlab的仿真实例,一些算法已在实验室平台上做过测试。本文观点和算法上的新颖之处包括:
1)指出了时滞辨识和模型阶次辨识的相似之处;并将已有的一些非时滞系统的辨识算法推广到了时滞系统。
2)推导了预测控制器的便于实现的形式;考察了PID参数的整定和预测控制算法之间的联系。