曹学海 于敏 邱国鹏

【摘 要】 文章针对在具有时滞性、非线性、时变性的温度控制系统中，由于工况复杂、外界影响因素多变等原因导致控制系统精确数学模型难以建立、控制难度大的问题，提出一种改进型Smith预估PID复合控制方案。该方案在传统Smith预估控制的基础上，引入了两个负反馈，并利用PID作为系统控制器，进而确保了系统状态的稳定性，增强了控制器对时变环境的自适应能力。仿真实验表明，在模型精确和模型失配30%的情况下，该方案的在一定程度上减少了超调量和增强了抗干扰能力，提高了温度系统的控制性能。

【关键词】 温度系统;时滞性;模型失配;Smith预估控制

【中图分类号】TP273.5 【文献标识码】 A

【文章编号】 2096-4102（2020）01-0097-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

在目前绝大部分的温度控制系统中，PID控制应用最为广泛，当系统是线性且参数不变时，单纯的PID控制算法能够得到较为理想的效果，但PID控制器在具有不確定性、耦合性、非线性、时滞性以及参数和结构复杂的控制系统中，效果不理想。在控制技术和计算机技术快速发展的时代，涌现出了许多新的控制方法。针对时滞性系统中闭环特征方程含有纯滞后项的问题，美国学者史密斯提出Smith预估补偿控制的方法。这种预估控制算法主要的弱点在于：非常依赖于精确的数学模型和在外部信号扰动的情况下比较敏感。为此针对动态参数变化的问题，模糊自适应控制和神经网络的实时在线整定技术被广泛地运用。文献将模糊自适应控制与Smith预估器相结合，减少温度控制系统中的超调量，增强系统鲁棒性。……