史密斯预测器

史密斯预测器(Smith predictor)是由Otto J. M. Smith英语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。

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:

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

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外部链接

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