[发明专利]一种基于Smith-PID的供暖锅炉温度控制方法

摘要

本发明公开了一种基于Smith‑PID的供暖锅炉温度控制方法，采用史密斯预估控制，表现为对基于采集数据建立的PID控制器并接一个补偿环节，由预估器进行补偿，使被延迟了的被调量超前反映到调节器，使调节器提前动作，从而减少超调量并加速调节过程，从而消除纯滞后对系统的不利影响，使系统品质与被控过程无纯滞后时相同。本发明采用的智能控制算法,不仅可以缩短系统的控制调节时间，减小超调量对于设备的损耗，如对输热管的力学冲击,而且稳态特性也满足供暖站的精度要求；本发明采用的算法具有较强的鲁棒性；同时本发明与通常采用的经典PID算法系统相比,采用本发明算法的换热站可减少煤炭的消耗，间接减少二氧化碳的排放,实现节能环保等目的。

主权项

1.一种基于Smith‑PID的供暖锅炉温度控制方法，其特征在于：控制器的传递函数为D(s)，被控对象即锅炉炉膛系统的传递函数为GP(s)e‑τs，τ为纯滞后时间常数，s为时间变量；被控对象中不包含纯滞后部分的传递函数为GP(s)，被控对象纯滞后部分的传递函数为e‑τs；带Smith补偿的PID温度控制系统由控制器D(s)和Smith预估器组成的补偿回路称为纯滞后补偿器，纯滞后补偿器的传递函数为：经补偿后系统的闭环传递函数为：与之相比，未补偿的系统闭环传递函数为：由此可知经过补偿后，消除了纯滞后部分对控制系统的影响，因为式子中的e‑τs在闭环控制回路之外，不影响系统的稳定性；拉氏变换的位移定理说明e‑τs仅仅将控制作用在时间座标上推移了一个纯滞后时间τ，而温度控制系统的过渡过程及其它性能指标都与对象特性为GP(s)时完全相同。