史密夫預測器

史密夫預測器

史密夫預測器（Smith predictor）係一種唔靠另開觀察器，而係直接參考個控制環節、嚟預測控制變量變化嘅預測型控制器。佢係由Otto J. M. Smith喺1957年發明嘅，嚟應對啲延遲明顯嘅場合，譬如喺長程傳送帶上高運輸工件。

史密夫預測器個主要惗法係假定個受控過程係由兩橛 - 即時部份$G(s)$、純延時部份$e^{-sT}$鬭埋嘅，並且喺預測器入邊都挃一個同原有過程平行一致嘅模型，之不過個模型佢入邊嘅即時模型${\tilde {G}}(s)$跟純延時模型$e^{-sT}$嘅輸出會著單獨抽出。其中即時模型嘅模擬輸出${\hat {x}}_{p}$會經負回輸傳到控制器之前同個輸入$w$進行比較；${\hat {x}}$作為${\hat {x}}_{p}$歷經純延時模型嘅結果，即預測嘅受控結果，會著攞嚟找平個實際受控結果$x$、得到$x-{\hat {x}}$，再經負回輸傳返去同個輸入$w$進行比較。總體嚟講相當於$w-{\hat {x}}_{p}-(x-{\hat {x}})$。若果個模型同現實模型好啱，噉個帶有史密夫預測器嘅迴路可以實現好好嘅控制效果。

另一種常用嘅實現方式係直接喺即時模型${\tilde {G}}(s)$後尾鬭一橛$1-e^{-sT}$嘅轉換延時模型，得到${\hat {x}}_{p}-{\hat {x}}$嚟同輸入$w$進行比較，而唔去掂原本個受控過程嘅輸出$x$同埋負回輸，即相當於$w-x-({\hat {x}}_{p}-{\hat {x}})$。