[发明专利]改进型二自由度目标值滤波器

说明书

本发明属于自动调节技术领域，特别涉及一种改进型二自由度目标值滤波器。

已公开的二自由度型控制系统专利申请号91109572.1，发明人日本国广井和男，实施例的示意框图示于图1，说明图1的目标值滤波器的阶跃响应特性曲线示于图2。该系统是将目标变量SV引入给定目标变量滤波器SVF，并且通过其比例增益具有两个自由度的运算，得到a值，使SV变成处理后的SV₀，为区别以往二自由度技术特设开关控制器C，以获得系统阶跃响应的快速性。当开关控制器C使开关SW接通SV₀时，输入给偏差运算单元的目标变量为SV_a=SV₀，它和来自控制对象G(S)的过程PV的偏差为SV₀-PV=E，再把E输入给具有传递函数为 K p ( 1 + 1 TiS ) ]]>的PI型调节器G_c(S)，从而通过进行PI控制运算获得操作变量MV，随后的结构是加法单元把操作变量MV与干扰量D相加，再把这一相加结果施加给控制对象G_c(S)，以使目标变量SV₀等于过程变量PV，即SV₀=PV，这个最终目的由调节器G_c(S)完成。在上述公式中，K_p是比例增益系数，T_i是积分时间，S是拉普拉斯算子。在开关SW促成SV_a=SV₀状态下，在图2表示阶跃响应特性的图中为曲线(C)，即 S V a = SV [ a + ( 1 - a ) 1 1 + TiS ] ]]>

从“二自由度型控制系统”公式推导或阶跃响应特性曲线(C)都能看出，SV_a到达SV所需时间为t_n+1，为使SV_a=SV的时间从t_n+1缩减到t_n，在图1中特设了开关控制器C，C在SV和SV₀的差值绝对值小于预估的范围δ时，即

              |SV-SV₀|＜δ开关控制器C把开关SW置于SV_a=SV侧，从而得到图2中的曲线(a)，产生从曲线(C)过渡到曲线(a)的阶跃变化，如后面的调节器G_c(S)不能承受时，需另加滞后环节 1 1 + θTiS ]]>，这样做无疑地又使达到真正的SV值的时间由t_n向t_n+1方向延长。增加滞后环节 1 1 + θTiS ]]>后的SV_a响应曲线示于图2中的(b)。