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文档简介

第二部分是内模控制器的设计。1.内模控制原理和内模控制系统结构如图所示。内模控制的核心由三部分组成：内模，用于预测和修正被控对象的输出；内部模型控制器，用于调节控制量，使得生产过程的输出跟踪控制系统的给定值；提高控制系统鲁棒性的滤波器。内模控制器的设计思想是使其传递函数与被控对象的传递函数相反，如图1所示，因此，当模型匹配时，误差信号为，如果模型与对象完全匹配，误差为零；如果模型与对象不完全匹配，误差将包含模型不匹配信息，这有利于系统的稳健设计。内部模型控制的主要性质，双重稳定性：如果模型是精确的，内部模型控制内部稳定性的充要条件是稳定的。理想控制器的特点：当过程稳定，模型准确，模型的逆存在，并能在任何时间和任何干扰下实现。内模控制器的设计方法存在以下问题：(1)当对象包含时滞时，控制器在物理上是不可能实现的；(2)当对象模型严格合理，而控制器不合理时；(3)当对象模型包含右半平面零点时，控制器本身不稳定，从而使闭环系统不稳定；(4)由理想控制器组成的控制系统对模型误差非常敏感。当模型不匹配时，不能保证闭环稳定性。第一步是设计一个稳定的理想控制器，不考虑系统的鲁棒性和约束。第二步，引入滤波器。通过调整滤波器的结构，可以实现物理控制，并且通过参数调整可以获得期望的动态质量和鲁棒性。过程模型的分解。内模控制控制器设计经过上述内模控制设计步骤后，闭环系统的输出和和和误差分别为：=，当模型完全匹配时，此外，必须包括所有滞后面和右半平面，必须有足够的阶数来满足，物理上可以实现，其余的可以任意选择。除零点外，还要求滤波器的设计和n值应保证内模控制器的合理性，这决定了闭环系统的响应特性，并具有很强的鲁棒性。6.内模控制器的鲁棒性分析。具有不确定性的被控对象模型可以用以下两种方法来描述：是一个加权函数，模型加和乘性扰动之间的关系是、对象是稳定的，如果系统是稳定的，虚线框环节是稳定的。根据小增益理论，结论：内模控制系统的本质是一个开环控制系统；(2)当由于低通滤波器的引入，系统允许的不确定性，即系统的鲁棒稳定性越好，鲁棒性越大，同时随着滤波器参数的增加而增加，特别是对于非最小相位系统，由于系统中包含不稳定
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