一种改进Simth预估器的双容水箱液位控制方法

摘要

针对双容水箱系统液位控制存在大容量滞后、非线性干扰的问题,提出一种改进Simth预估器控制方法。根据改进Simth预估器的结构原理,构建其控制系统模型。通过Matlab实验仿真，对比分析在引入不同干扰信号的情况下比例-积分-微分（proportional-integral-derivative,PID）、Simth、改进Simth三种控制系统的控制效果。实验结果表明,改进的Simth预估器控制系统在无外界干扰信号情况下，超调量最小，调节时间比PID控制短11.03%，比Simth控制短3.67%；存在一阶扰动时，调节时间比PID控制短25.84%，比Simth控制短12.14%；存在正态随机信号扰动时，波动幅度最小。实验结果与理论分析相符，证明了改进Simth预估器控制具有更好的动态性能和稳定性能。

关键词

双容水箱 / 液位控制 / 改进Simth预估器 / 干扰信号

基金资助

陕西省重点研发计划一般项目（2022GY-068）;陕西省重点研发计划一般项目（2023-JC-YB-386）; 碑林区科技计划项目（GX2315）; 西安科技局（23GXFW0029）; 碑林科技局（GX2315）