内模控制介绍VIP专享VIP免费

内模控制 内模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略。它与史，控制器设计可由过程模型直接求取。密斯预估控制很相似，有一个被称为内部模型的过程模型设计简单、控制性能好、鲁棒性强，并且便于系统分析。 内模控制方法由 Garcia 和 Morari 于 1982 年首先正式提出。可以和许多其它控制方式相结合，如内模控制与神经网络、内模控制与模糊控制、内模控制和自适应控制、内模控制和最优控制、预测控制的结合使内模控制不断得到改进并广泛应用于工程实践中，取得了良好的效果。 内模控制结构： 内模控制器的设计思路是从理想控制器出发，然后考虑了某些实际存在的约束，再回到实际控制器的。 讨论两种不同输入情况下，系统的输出情况： （1）当 0)(,0)(sDsR假若模型准确，即 由图可见 )()(ˆsGsGpP)()(ˆsDsD)](ˆ)(1)[()]()(1)[()(IMCIMCsGsGsDsGsGsDsYpp假若“模型可倒”，即 可以实现 )(ˆ1sGp)(ˆ1)(IMCsGsGp0)(sY可得 不管 如何变化，对 的影响为零。表明控制器是克服外界扰动的理想控制器。 则令 )( sD)( sY ——实际对象； ——对象模型； ——给定值； ——系统输出； ——在控制对象输出上叠加的扰动。 )( sGp)(ˆsGp)( sR)( sY)( sD)(IM C sG)(sU)( sY)( sGp)(sR)(ˆsGp)(sD)(m sY)(ˆ sD （2）当 时： 0)(,0)(sRsD)()(ˆsGsGpP假若模型准确，即 0)(sD0)(ˆsD又因为 ，则 )()()()(ˆ1)()()()(IMCsRsRsGsGsRsGsGsYppp表明控制器是 跟踪 变化的理想控制器。 )( sR)( sY当模型没有误差 )()]()(1[)()()()(IMCIMCsDsGsGsRsGsGsYpp其反馈信号 0)()()](ˆ)([)(ˆppsDsUsGsGsD——内模控制系统具有开环结构。 内模控制器的设计 步骤1 因式分解过程模型 -pppGGGˆˆˆ式中， 包含了所有的纯滞后和右半平面的零点，并规定其静态增益为1。 为过程模型的最小相位部分。 pGˆpGˆ步骤2 设计控制器 )()(ˆ1)(IMCsfsGsGp 这里 f 为IMC滤波器。选择滤波器的形式，以保证内模控制器为真——整数，选择原则是使 成为有理传递函数。 对于阶跃输入信号，可以确定Ⅰ型IMC滤波器的形式 rsTsf)1(1)(f对于斜坡输入信号，可以确定Ⅱ型IMC滤波器的形式为 rsTsrTsf)1(1)(fffT——滤波器时间常数。 r)(IMCsG 因此，假设模型没有误差，可得 )()](ˆ)(1[)()()(ˆ)(sDsGsfsRsfsGsY...