Столкнулся с необходимостью уменьшить "время выхода на уставку".

Объект регулирования - классическое колебательное звено плюс транспортная задержка. Особенность- задержка составляет около четверти периода собственных колебаний, - 400мс период и около 90-100мс задержка.

Хочется иметь время установления хотя бы 1 период собственных колебаний. то есть 300-400мс.
Добротность около 2 - при подаче "ступенчатого воздействия" амплитуда объекта падает до 10% за 4-5 колебаний.

ПИД классический не эффективен, ибо имеет слишком долгое время установления, ( примерно 3-4 периода собственных колебаний) фактически работает один интегратор), что подтверждается моделированием.

Если бы задержка была хотя бы 50мс- все было бы значительно лучше- дифференциальная составляющая начинает хорошо работать, а так при попытках активного демпфирования по скорости сразу возникает колебания...

Какие подходы применяют в данном случае?

Fuzzy logic?
Честно говоря, сам не применял, но слышал, что люди применяют там, где ПИД не очень хорошо справляется.

Вы для малых отклонений или для больших хотите?
ПИД не должен работать на больших скачках уставки. Ее можно плавно двигать - все равно быстрее не выйдет.

Для "больших" отклонений это по отношению к чему? У меня сейчас максимальная уставка соизмерима с размахом собственных колебаний, если сразу задать максимальную уставку...

О том и речь, что ПИД в явном виде и с адаптивными коэффициентами не подходит- слишком медленный- без разницы менять уставку быстро или медленно- время выхода на режим все равно одинаковое примерно. Разве что при медленном изменении уставки динамическая ошибка меньше.
Различные форсирующие звенья тоже не эффективны- они на определенной частоте из-за задержки превращаются в автогенератор

Интуитивно понятно что нужно что-то опережающее- но какое-то кратковременное и адаптивное- но как это описать формально- не знаю, как-то расплывчато выразился.
Недавно читал книжку по управлению вертолетом 55-го года - вот там похожая ситуация описана- что "движения летчика должны быть опережающими и короткими" Правда, у вертолета декремент затухания значительно выше..

Зы: задачу решил. "Все когда-то решали до нас" - задача практически идентична классической задаче для Fuzzy Logic - управление тележкой на стреле башенного крана , внизу висит груз. надо этот груз без колебаний переместить по прямой с максимальной скоростью без "забросов".
В моем случае оказалось окромя небольшой обратной связи по скорости - управляющее воздействие включить через форсирующее звено с постоянной времени, нелинейно зависящим от "скорости перемещения груза".

Не могли бы вы дать ссылку на задачу и её решение

Увы, ссылку дать не могу, помню что было такое в одном из номеров номеров журналов по электронике. может, элтеховский "электронные компоненты"? не вспомню сейчас.
нагуглилась "перевернутая" задача http://logic-bratsk.ru/radio/fuzzy/vveden/vveden.htm
http://matlab.exponenta.ru/fuzzylogic/book2/4/slcp.php

а вот и прямая

www.icm.institute.sfu-kras.ru/.../lab_rab_4_Fuzzy_Logic_TB.doc

и далее
http://www.google.ru/search?q=fuzzy+logic+...;client=firefox

Я в подобной ситуации включил в петлю обратной связи цифровой фильтр, полностью компенсирующий колебательное звено, после чего ПИД регулятор уже можно было настроить на быструю реакцию. В моём случае добротность была порядка 10, а задержка - около периода колебаний.