предсказатель Смита

В этой статье есть несколько проблем. Помогите улучшить ее или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения ) В этой статье не представлен достаточный контекст для тех, кто не знаком с предметом .Пожалуйста, помогите улучшить статью, предоставив читателю больше контекста . ( Сентябрь 2013 )( Узнайте, как и когда удалить это сообщение ) Эта статья может оказаться слишком сложной для понимания большинством читателей .Пожалуйста, помогите улучшить его, чтобы сделать его понятным для неспециалистов , не удаляя технические детали. ( Сентябрь 2013 )( Узнайте, как и когда удалить это сообщение ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение )

Предсказатель Смита (изобретенный О. Дж. М. Смитом в 1957 году) — это тип предиктивного контроллера , предназначенного для управления системами со значительной задержкой обратной связи. Идею можно проиллюстрировать следующим образом.

Предположим, что установка состоит из , за которой следует чистая временная задержка . относится к Z-преобразованию передаточной функции, связывающей входы и выходы установки .${\displaystyle G(z)}$${\displaystyle z^{-k}}$${\displaystyle z}$${\displaystyle G}$

В качестве первого шага предположим, что мы рассматриваем только (объект без задержки) и проектируем контроллер с передаточной функцией замкнутого контура , которую мы считаем удовлетворительной.${\displaystyle G(z)}$${\displaystyle C(z)}$ ${\displaystyle H(z)={\frac {C(z)G(z)}{1+C(z)G(z)}}}$

Далее наша цель — разработать контроллер для установки таким образом, чтобы передаточная функция замкнутого контура была равна .${\displaystyle {\bar {C}}(z)}$${\displaystyle G(z)z^{-k}}$${\displaystyle {\bar {H}}(z)}$${\displaystyle H(z)z^{-k}}$

Решая , получаем . Контроллер реализован так, как показано на следующем рисунке, где было изменено на , чтобы указать, что это модель, используемая контроллером.${\displaystyle {\frac {{\bar {C}}Gz^{-k}}{1+{\bar {C}}Gz^{-k}}}=z^{-k}{\frac { КГ}{1+КГ}}}$${\displaystyle {\bar {C}}={\frac {C}{1+CG(1-z^{-k})}}}$${\displaystyle G(z)}$${\displaystyle {\hat {G}}(z)}$

Обратите внимание, что есть два контура обратной связи. Внешний контур управления возвращает выход обратно на вход, как обычно. Однако этот контур сам по себе не обеспечит удовлетворительного управления из-за задержки; этот контур возвращает устаревшую информацию. Интуитивно понятно, что для k интервалов выборки, в течение которых нет свежей информации, система управляется внутренним контуром, который содержит предиктор того, каков в данный момент (ненаблюдаемый) выход установки G.

Чтобы проверить, работает ли это, можно сделать следующую перестановку:

Здесь мы видим, что если модель, используемая в контроллере, идеально соответствует заводу , то внешние и средние контуры обратной связи компенсируют друг друга, и контроллер генерирует «правильное» управляющее воздействие. В реальности, однако, невозможно, чтобы модель идеально соответствовала заводу.${\displaystyle {\hat {G}}(z)z^{-k}}$${\displaystyle G(z)z^{-k}}$

• Управление прямой связью
• Неминимальная фаза

• О. Дж. Смит, Более точный контроль циклов с запаздыванием , Chemical Engineering Progress, 53 (1957), стр. 217–219
• К. Уорвик и Д. Риз, Промышленные цифровые системы управления , IET, 1988. [1]

• «Преодоление простоев процесса с помощью предиктора Смита». www.controleng.com . 17 февраля 2015 г.
• «Управление процессами с длительным мертвым временем: предиктор Смита — пример MATLAB и Simulink». www.mathworks.com .

Эта статья о системах — заглушка . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.

• в
• т
• е