smith预估器

长时间的死区严重限制了PI控制器的性能。

这是因为PI控制器不知道死时间，当实际输出y与期望的设定值ysp不匹配时反应太“不耐烦”。

每个人在淋浴时都经历过类似的现象，水温需要很长时间来调整。

在那里，不耐烦通常会导致用滚烫的热水和冰冷的冷水交替责骂。

一个更好的策略是等待温度设置的变化生效，然后再进行进一步的调整。

一旦我们知道什么旋钮可以提供我们最喜欢的温度，我们就可以在淋浴反应所需的时间内得到合适的温度。

这种“最优”控制策略是史密斯预测方案背后的基本思想。

 

史密斯预测器使用内部模型Gp来预测过程的无延迟响应yp(例如，给定的旋钮设置将产生什么样的水温)。

然后将这个预测yp与期望的设定值ysp进行比较，以决定需要进行哪些调整(控制u)。

为了防止漂移和拒绝外部干扰，Smith预测器还将实际过程输出与考虑了死区时间的预测y1进行比较。间隙dy=y-y1通过滤波器F反馈，影响整体误差信号e。

注意，在等待足够长的时间让淋浴反应后，dy等于感知到的温度不匹配。

 

对于F，使用一个20秒时间常数的一阶滤波器来捕获低频干扰。