ПИД-регулятор

Первоначально опубликовано Lexa

Первоначально опубликовано Lexa

).
Использование регуляторов с моделью объекта в явном виде грубейшая ошибка, которую допускают при поиске новых алгоритмов.
Что такое современные алгоритмы для объектов с запаздыванием?

Современная теория управления говорит о том, что оптимальное управление объектом возможно лишь при знании структура и параметров динамической модели объекта (в детерминированном случае) и моделей шумов по входу и выходу (для стохастического случая). Поэтому без моделей объектов трудно обойтись. Использование же моделей объектов в системах управления является фактом. Учеными было потрачено много трудов на построение точных динамических моделей объектов химической, энергетической и других отраслей промышленности (и особенно в оборонных отраслях – например, модели аэрокосмических аппаратов).  Системы управления в детерминированном случае строятся с использование цифровой модели объекта и наблюдающего устройства (наблюдателя). Задача наблюдателя – обеспечить равенство (близость) движений в исходном объекте и его модели.  Тогда доступными становятся оценки  всех внутренних координат объекта. Это позволяет замкнуть систему по этим оценкам через наиболее совершенный регулятор – регулятор состояния объекта.    
            В то же время Вы правы, использование цифровых моделей в регуляторах в настоящее время еще мало не практикуется. Считается, что и ПИД-регулятор может решить все проблемы управления. В то же время можно доказать, что резко повысить качество управления, особенно при управлении объектами с большим запаздыванием, можно с помощью цифровых регуляторов с моделью объекта. Первые такие схемы были предложены еще Смитом в 60–е годы прошлого века (упредитель Смита). Однако эта схема, построенная на идее исключения звена запаздывания из передаточной функции замкнутой системы, оказалась практически неработоспособной.
Современные алгоритмы управления для объектов с запаздыванием можно построить с использование наблюдающих устройств, которые в данном случае будут выполнять функции упреждения координат вектора состояния объекта. Причем желательно использовать как астатический наблюдатель, так и астатический регулятор состояния. Это обеспечить точное восстановление вектора возмущающих воздействий и нулевую статическую ошибку регулирования. Расчет параметров таких регуляторов можно достаточно просто осуществить использую теорию модального управления, в которой не оптимизируется  какой - либо критерий, а обеспечивается желаемое расположение корней характеристического уравнения замкнутой цифровой системы управления.