模糊复合控制：基于Smith预估的模糊-PID控制器设计

"纯滞后系统的模糊复合控制方法 (2005年)，朱晓东，李晓媛，万红，郑州大学电气工程学院" 在控制系统设计中，纯滞后系统的控制一直是一个挑战，因为纯滞后会导致系统响应速度变慢，影响系统的性能。传统的控制策略如PID（比例-积分-微分）控制、Smith预估控制以及模糊控制，各自在处理这种问题时都有其局限性。PID控制虽然结构简单，但在处理纯滞后时效果有限，可能导致响应缓慢和稳态误差。Smith预估控制通过预测系统行为来补偿滞后，但可能在模型不完全匹配时表现不佳。模糊控制则能提供良好的鲁棒性，但在精确控制方面可能不如PID。 针对这些不足，本文提出了一种新的模糊复合控制策略，即基于Smith预估的模糊-PID控制器。这种控制器巧妙地结合了Smith预估算法和模糊控制的优点，同时利用PID控制的优势。在系统动态过程中，Smith预估部分用于提前补偿纯滞后效应，确保控制信号能及时到达系统，模糊控制则增强系统的鲁棒性，使其能应对模型不确定性或外部干扰。当系统进入稳态后，控制器会切换到PID模式，以提高控制精度，减少稳态误差。 通过模型匹配和失配情况下的仿真研究，该复合控制器展现出显著的性能优势。它不仅保留了模糊控制对模型不确定性的强鲁棒性，还继承了PID控制的高精度特性。特别是在模型失配的情况下，控制器仍能保持良好的稳定性，并表现出强大的鲁棒性。因此，这种模糊复合控制方法对于具有大时间滞后的问题，提供了一个既实用又简洁的解决方案。 关键词涉及的领域包括纯滞后系统的控制、PID控制策略的改进、Smith预估技术的应用以及模糊控制理论的融合。文章的中图分类号和文献标识码表明，这是一篇工程技术领域的学术论文，对理解和解决实际工业控制中的纯滞后问题具有重要的参考价值。