摘 要：工業(yè)過程中，有許多大時滯控制對象。本文以溫度控制系統(tǒng)為被控對象，針對溫控裝置大時滯的特點，選擇Smith預估器結(jié)合ADRC的控制算法。Smith預估器用于消除大時滯造成的影響，同時改善加熱裝置的動態(tài)性能。ADRC可以實現(xiàn)系統(tǒng)無靜差。仿真及實驗表明，這套算法是有效且可行的。 關鍵詞：自抗擾控制器（ADRC）；Smith預估器；大時滯系統(tǒng) Abstract: The large-lag systems exist widely in industrial field. In this paper, the ADRC-Smith predictor is used to deal with a large-lag system. The Smith predictor serves to eliminate the impact of large lagging, while ADRC controller is utilized to minimize the static error. The application result shows that the algorithm is efficient and feasible. Key words: Auto Disturbance Rejection Controller, Smith Controller, Large-lag System 1．引言 在化工、釀造、制藥、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要求將具有較大時滯的溫控裝置控制在設定溫度值。所以，對這類大時滯對象的研究是具有重大的實際意義。 對大時滯的被控對象而言，最大特點是當前施加的控制作用要經(jīng)過一段時間的延時才能反映到輸出端，輸出因此不能及時反映出過程的變化。傳統(tǒng)的方法之一是使用Smith預估器對大時滯對象進行補償，然后使用常規(guī)PID進行控制。韓京清[sup][ 1 ][/sup]教授提出的ADRC是不依賴于被控對象精確模型的、能夠替代PID控制技術的、新型實用數(shù)字控制技術。ADRC結(jié)合Smith預估器將是解決大時滯被控對象的新途徑。 2．ADRC-Smith預估器原理 2.1 Smith預估器原理[sup][ 2 ][/sup] 原理圖如下： 2.2 自抗擾控制器形式[sup][ 1，4 ][/sup] 自抗擾控制器技術的核心是把系統(tǒng)的未建模動態(tài)和未知外擾作用都歸結(jié)于對系統(tǒng)的“總擾動”而進行估計并給予補償。一階自抗擾控制器由倆部分組成：擴張狀態(tài)觀測器（ESO），其作用是給出對象狀態(tài)變量估計值及系統(tǒng)模型和外擾實時總和作用的估計值，這個實時估計值的補償作用使被控對象化為“積分器串聯(lián)型”；利用非線性狀態(tài)誤差反饋（NLSEF）對被化成“積分器串聯(lián)型”的對象進行控制。 4．結(jié)論 仿真和實驗結(jié)果顯示，ADRC-Smith預估器可以控制大時滯溫控裝置，具有無超調(diào)、穩(wěn)態(tài)精度高等優(yōu)點。由圖3、圖4可以看出，在同一套參數(shù)下，模型失配10%并沒有對控制效果產(chǎn)生太大的影響，可見，此算法對模型失配有一定的魯棒性。與文獻[3，5]中對大時滯對象采用二階或三階ADRC相比，本文ADRC的階次只有一階，這樣需要調(diào)節(jié)參數(shù)少，更易于現(xiàn)場調(diào)試。 參考文獻 [1] 自抗擾控制器技術 韓京清 前沿科學 2007.1 [2] 串級-Smith預估控制在溫度大滯后系統(tǒng)中的應用 陳莉，張峰 儀表技術 2007.2 [3] 大純滯后純積分對象的二階自抗擾控制 要曉梅，王慶林，韓京清 控制技術 2002.11 [4] 一般工業(yè)對象的二階自抗擾控制 要曉梅，王慶林，劉文麗，劉瑞英 控制工程 2002.9 [5] 大時滯系統(tǒng)的自抗擾控制 韓京清，張文革 控制與決策 1999.7