基于MCGS实验系统的Smith预估算法研究开题报告

1. 研究目的与意义

在工业控制过程中，对于例如温度、流量等物理量测量过程中存着滞后的现象，而这种滞后被分为两种：容量滞后和纯滞后；容量滞后可在基础的比例积分环节基础上加入微分环节来克服，而纯滞后则较难克服，并且由于纯滞后的存在会降低系统的稳定性，如果较大则会引起超调和持续的震荡，一般情况下采用smith预估控制环节来克服纯滞后。

目的：此次研究的目的是通过实验的方法对smith预估器有一个全面的认识，从数学模型、smith预估器的mcgs算法、测试水箱对象的特性、再到与常规pi控制系统进行比较，最后得出smith预估器的优点，即对于系统纯滞后的克服效果。除了以上这些，在实验过程中对于系统参数对系统性能的影响也是一个研究目的。通过这样一次系统地研究，就可以对smith预估控制系统有一个更为全面的了解和认识，为以后进一步深入的研究打一下了一个坚实的基础。

意义：随着社会的迅速发展，工业领域也迅速的发展，因此对于生产过程的精度要求也越来越高，很小的一点误差或者干扰可能都会使整个生产过程出现问题，因此就要尽量的消除自动控制过程中的时滞属性，而传统的pid无法消除，所以smith预估控制在消除被控对象的时滞属性就有优势，所以在现代控制过程中，除了有经典的pid控制，还有smith预估控制，用以消除系统的纯滞后。因此此次研究的意义在于掌握smith预估控制系统对于控制工程时滞现象的消除作用，尽可能提高控制系统的精度，使其对于干扰的反应既快，又准，这样才能保证整个生产过程都达到预计的效果。

2. 国内外研究现状分析

smith预估控制研究的现状及进展：

随着工业的快速发展，传统的smith预估控制也遇到了像当初经典pid控制遇到的问题，在一些场合中传统的smith预估控制已经不能够完全解决问题，这也就促使着国内外从事这方面研究的专家们去改进与发展smith预估控制系统。以下为国内外专家们近年来对于smith预估控制系统的改进与发展：

1、smith预估控制器的结构改进

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1．了解smith控制系统的结构与组成。

2．研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。

4. 研究创新点

本次研究的一个特点就是，其是理论研究与实验研究相结合的一个研究。

首先从理论的角度来对本次研究的课题进行一个研究，得出理论上此次研究应当得出什么样的结论，再通过实验对于此次的课题进行进一步的研究，得出在实验基础上的结论，看看是否两种途径得到的结论是一致的。

因为一般情况下，理论和实际总是有差距，这样通过两次研究，如果两次结论基本吻合，则可以加强对于结论的论证。