[发明专利]一种时滞系统的Smith互耦PI协同控制理论新方法

权利要求书

1.一种时滞系统的Smith互耦PI协同控制理论新方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据时滞系统已知的标称时间常数T₀和标称时滞τ₀，建立系统的过渡过程时间T_r为：

T_r＝nT₀+τ₀

其中，1<n≤5；

2)根据步骤1)获得的T_r，建立中心速度因子z_c的模型为：

z_c＝20α/(nT₀+τ₀)

其中，1≤α≤10，1<n≤5；

3)根据时滞系统的标称参数τ₀、T₀和K₀，建立Smith标称预估器为：

其中，b_m＝K₀/T₀和a_m＝1/T₀分别是Smith标称预估器的模型参数，τ_m＝τ₀是Smith标称预估器的时滞；

4)根据步骤3)获得Smith标称预估器G_m(s)后，建立Smith标称预估器的无时滞输出y_1m和有时滞输出y_m分别为：

5)根据步骤4)获得的y_1m和y_m，结合时滞对象的实际输出y_p＝y₁(t-τ)，建立Smith预测补偿输出为：

y＝y_p+y_m+y_1m

其中，y_p＝y₁(t-τ)是时滞对象的实际输出，y₁是时滞系统的内部状态；

6)根据步骤5)获得的Smith预测补偿输出y和给定的期望输出y_d，建立跟踪误差e₁及其积分e₀分别为：

e₁＝y_d-y，

7)根据步骤2)获得的z_c以及步骤6)获得的e₁、e₀，定义所述Smith互耦PI协同控制力为：

其中，σ是中心速度偏差率，且0≤σ<1；

8)为了有效避免因积分饱和而引起超调与振荡现象，要求对积分e₀进行限幅处理；考虑到实际系统的输入受限情况，需要对控制力u进行限幅处理，具体如下：

|u|≤u_m

其中，u_m是控制力的最大幅值。