Smithův prediktor - Smith predictor

tento článek poskytuje nedostatečný kontext pro ty, kteří danému tématu nejsou obeznámeni. Prosím pomozte vylepšit článek podle poskytuje čtenáři více kontextu. (září 2013) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

tento článek může být pro většinu čtenářů příliš technická na to, aby tomu rozuměli. Prosím pomozte to vylepšit na aby to bylo srozumitelné pro neodborníky, aniž by byly odstraněny technické podrobnosti. (září 2013) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

The Smithův prediktor (vynalezl O. J. M. Smith v roce 1957) je druh prediktivní ovladač určené k řízení systémů se značným časovým zpožděním zpětné vazby Myšlenku lze ilustrovat následovně.

Předpokládejme, že rostlinu tvoří ${displaystyle G (z)}$ následuje čisté časové zpoždění ${displaystyle z ^ {- k}}$. ${displaystyle z}$ Odkazuje na Z-transformace přenosové funkce týkající se vstupů a výstupů zařízení ${displaystyle G}$.

Jako první krok předpokládejme, že pouze uvažujeme ${displaystyle G (z)}$ (zařízení bez prodlení) a navrhnout ovladač ${displaystyle C (z)}$ s funkce přenosu v uzavřené smyčce ${displaystyle H (z) = {frac {C (z) G (z)} {1 + C (z) G (z)}}}$ které považujeme za uspokojivé.

Naším cílem je dále navrhnout ovladač ${displaystyle {ar {C}} (z)}$ pro rostlinu ${displaystyle G (z) z ^ {- k}}$ takže funkce přenosu uzavřené smyčky ${displaystyle {ar {H}} (z)}$ rovná se ${displaystyle H (z) z ^ {- k}}$.

Řešení ${displaystyle {frac {{ar {C}} Gz ^ {- k}} {1+ {ar {C}} Gz ^ {- k}}} = z ^ {- k} {frac {CG} {1+ CG}}}$, získáváme${displaystyle {ar {C}} = {frac {C} {1 + CG (1-z ^ {- k})}}}$. Řadič je implementován, jak je znázorněno na následujícím obrázku, kde ${displaystyle G (z)}$ bylo změněno na ${displaystyle {hat {G}} (z)}$ k označení, že se jedná o model používaný řadičem.

Všimněte si, že existují dvě smyčky zpětné vazby. Vnější řídicí smyčka přivádí výstup zpět na vstup, jako obvykle. Samotná tato smyčka by však kvůli zpoždění neposkytla uspokojivou kontrolu; tato smyčka přináší zpět zastaralé informace. Intuitivně, pro intervaly vzorkování k, během nichž nejsou k dispozici žádné nové informace, je systém řízen vnitřní smyčkou, která obsahuje prediktor toho, jaký (nepozorovatelný) výstup rostliny G aktuálně je.

Chcete-li zkontrolovat, zda to funguje, můžete provést nové uspořádání následujícím způsobem:

Zde vidíme, že pokud model použitý v ovladači, ${displaystyle {hat {G}} (z) z ^ {- k}}$, odpovídá rostlině ${displaystyle G (z) z ^ {- k}}$ perfektně, pak se vnější a střední zpětnovazební smyčky navzájem ruší a ovladač vygeneruje „správnou“ regulační akci. Ve skutečnosti je však nemožné, aby model dokonale odpovídal rostlině.

Reference

• K. Warwick a D. Rees, Průmyslové digitální řídicí systémy, IET, 1988. [1]

Viz také

• Dopředné ovládání
• Minimální fáze

externí odkazy

• „Překonání nečinnosti procesu pomocí Smithova prediktora“. www.controleng.com.
• „Řízení procesů s dlouhou mrtvou dobou: Smithův prediktor - příklad MATLAB & Simulink“. www.mathworks.com.

Tento systémy související článek je a pahýl. Wikipedii můžete pomoci pomocí rozšiřovat to.