وثيقة
An enhanced Smith predictor based control system using feedback-feedforward structure for time-delay processes.
المساهمون
Tafreshi, R., مؤلف
الناشر
Sultan Qaboos University.
ميلادي
2017
اللغة
الأنجليزية
الموضوع
الملخص الإنجليزي
This paper presents enhanced Smith predictor based control systems (SPBCSs) for processes with a time-varying or fixed time delay. This work focuses on improving the arrangement and asynchrony of SPBCS components rather than the design of the predictor and the feedback controller, which have been well discussed in the literature. The proposed control system advances SPBCS through implementation of two design recommendations: (i) replacing the classical feedback controller by a feedback-feedforward control system, and (ii) synchronizing the reference signal and the predicted output. As a result, common shortcomings of SPBCSs or control systems based on Pade approximation, i.e. the trade-off between performance and steady-state error, and instability associated with non-minimum-phase systems do not exist in the proposed SPBCS. The superior performance of the proposed control system is demonstrated with two examples: temperature control of an infrared dryer (a system with fixed time-delay) and air-fuel ratio of a lean-burn spark-ignition engine (a system with time-varying delay and lag). The proposed control system is shown to clearly outperform the conventional SPBCS and Internal Model Control (IMC) PID based on Pade approximation for aforementioned examples and performs satisfactorily in the presence of noises, actuator saturations, and severe model inaccuracies.
المجموعة
ISSN
1726-6742
URL المصدر
zcustom_txt_2
Mohammadzaheri, M., & Tafreshi, R. (2017). An enhanced Smith predictor based control system using feedback-feedforward structure for time-delay processes. The Journal of Engineering Research, 14 (2), 156-165.
الملخص العربي
تعرض هذه الورقة البحثية أنظمة سميث المحسنة للتنبؤ القائم على نظام المراقبة (SPBCSs) للعمليات التي بها تأخير زمني متغير أو ثابت. ويركز هذا العمل على تحسين الترتيب وعدم التزامن لمكونات SPBCSs بدلا من تصميم نظام التنبؤ ومراقبة التغذية الراجعة التي تم مناقشتها بشكل جيد في الأدبيات. ويقدم نظام المراقبة المقترح نظام سبكس من خلال تنفيذ توصيتين للتصميم هما : (1) الاستعاضة عن نظام مراقبة التغذية الراجعة الكلاسيكية بنظام مراقبة التغذية المسبقة و(2) مزامنة الإشارة المرجعية والنتائج المتوقعة. ونتيجة لذلك، فإن أوجه القصور المشتركة في نظام (SPBCSs) أو أنظمة المراقبة القائمة على التقديرات التقريبية لنظام بايد، أي المقايضة بين الأداء وخطأ الحالة الثابتة، وعدم الاستقرار المقترن بالنظم غير الدنيا، لا توجد في نظام (SPBCSs) المقترح. ويتجلى الأداء المتفوق لنظام المراقبة المقترح في مثالين هما : مراقبة درجة الحرارة في مجفف الأشعة تحت الحمراء (نظام تأخير زمني ثابت) ونسبة وقود الهواء الناتج عن اشتعال شرارة الاحتراق الضعيفة للمحرك (نظام ذو متغيرات زمنية في التأخير والتباطؤ). وقد تبين أن نظام التحكم المقترح يتفوق بشكل واضح على نظام (SPBCSs) التقليدي ونظام التحكم الداخلي (IMC-PID) القائم على التقديرات التقريبية للأمثلة المذكورة آنفا، كما أنه يقوم بأدائه بشكل مرض في وجود الضوضاء والتشبع في المحركات والقصور الحاد في دقة النموذج.
قالب العنصر
مقالات الدوريات