时滞系统的经典控制与智能控制崔坤林1张翼飞2（1．海军驻保定军事代表室河北保定071000；）（2．第二炮兵工程学院自动控制系陕西西安710025）摘要：研究了两类用于时滞系统控制的方法，即包括自整定PID控制、Smith预估控制和大林算法在内的经典控制方法和包括模糊控制、神经网络控制和模糊神经网络控制在内的智能控制方法，经过比较后认为经典控制结构简单、可靠性及实用性强，而智能控制则具有自适应性和鲁棒性好，抗干扰能力强的优势，因而将这两种控制方法结合起来是控制时滞系统有效实用的方法，具有很好的应用前景。关键词：时滞系统，Smith预估控制，模糊神经网络中图分类号：TP13文献标识码：AClassicalControlandIntelligentControlfortheTimeDelaySystemCuiKun-lin1ZHANGYi-fei2(1．SectionoftheNavelRepresentationinBaoding，HebeiBaoding071000,China)(2．DepartmentofAutomation,TheSecondArtilleryEngineeringAcademy，ShanxiXi’an710025,China)Abstract:Twokindsofcontrolmethodsaremainlyresearched.Oneisclassicalcontrolmethod,includingself-tuningPIDcontrol,SmithpredictivecontrolandDahlinalgorithm.Theotherisintelligentcontrolmethod,includingfuzzycontrol,neuralnetworkcontrolandfuzzyneuralnetworkcontrol.Aftercomparing,suchconclusionsaremade:Classicalcontrolhassimplestructure,goodreliabilityandpracticability.Butintelligentcontrolhasstrongadaptabilityandrobustness,moreover,itsperformanceagainstdisturbanceisgood.Sothecombinationwiththesetwomethodswillbeeffectiveandsignificanttocontroltimedelaysystem,anditsprospectofapplicationisattractive.Keywords:Timedelaysystem,Smithpredictivecontrol,Fuzzyneuralnetwork1．引言在工业生产过程中，具有时滞特性的控制对象是非常普遍的，例如造纸生产过程、精馏塔提馏级温度控制过程、火箭发动机燃烧室中的燃烧过程等都是典型的时滞系统。为解决纯滞后时间对系统控制性能带来的不利影响，许多学者在理论和实践上做了大量的研究工作，提出了很多行之有效的方法。本文主要介绍其中两类研究得比较多的控制方法，即最早在时滞系统控制中应用的几种经典控制方法和近年来受到广泛关注的智能控制方法。2．经典控制所谓经典控制方法是指针对时滞系统控制问题提出并应用得最早的控制策略，主要包括自整定PID控制、Smith预估控制、大林算法这几种方法。这些方法虽然理论上比较简单，但在实际应用中却能收到很好的控制效果，因而在工业生产实践中获得了广泛的应用。2.1自整定PID控制PID控制器由于具有算法简单、鲁棒性好和可靠性高等特点，因而在实际控制系统设计中得到了广泛的运用，据统计PID控制是在工业过程控制中应用最为广泛的一种控制算法。PID控制的难点在于如何对控制参数进行整定，以求得到最佳控制效果。较早用来整定PID控制器参数的方法有：Ziegler-Nichols动态特性法、Cohen－Coon响应曲线法、基于积分平方准则ISE的整定法等。但是这些方法只能在对象模型精确已知的情况下，实现PID参数的离线整定，当被控对象特性发生变化时，就必须重新对系统进行模型辨识。为了能在对象特性发生变化时，自动对控制器参数进行在线调整，以适应新的工况，PID参数的自整定技术就应运而生了。目前用于自整定的方法比较多，如继电型自整定技术【1】、基于过程特征参数的自整定技术【2】、基于给定相位裕度和幅值裕度的SPAM法自整定技术【3】、基于递推参数估计的自整定技术【4】以及智能自整定技术【5】等。总体来看这类自整定PID控制器对于（T为系统的惯性时间常数）的纯滞后对象控制是有效的，但对于大纯滞后对象，当时，按照上述方法整定的PID控制器则难以稳定。2.2Smith预估控制Smith于1957年提出的预估控制算法，通过引入一个与被控对象相并联的纯滞后环节，使补偿后的被控对象的等效传递函数不包括纯滞后项，这样就可以用常规的控制方法（如PID或PI控制）对时滞系统进行控制【6】。Smith预估控制方法虽然从理论上解决了时滞系统的控制问题，但在实际应用中却还存在很大缺陷。Palmor提出Smi...