一、理想IMC控制器設計

對于IMC系統，典型結構框圖如下：

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖1 內?？刂破鹘Y構框圖

被控過程已知，則IMC控制器設計如下：

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根據系統輸出方程可知：

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則始終有：

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理想控制器具有無誤差跟蹤參考輸入及完全抵抗干擾的效果。

二、理想控制器設計過程中存在的問題

1、若被控過程含有時滯特性，則控制器中含有純超前項，這在物理上難以實現，不符合因果律。

2、若被控過程含有右半平面零點，因為，而控制器，所以控制器中就會出現右半平面極點，造成控制器本身不穩定，因而閉環系統也不穩定。

3、過程模型嚴格有理，則理想控制器非有理，即

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也就是說，如果的分母多項式的階次比分子多項式的階次高階，則控制器中將會出現階微分器，盡管這在數學上是成立的，但階微分器對于過程測量信號中的噪聲極為敏感，因而不切實際。

4、采用理想控制器構成的系統，對于模型誤差極為敏感，若，則無法確保閉環系統的魯棒穩定性。

三、IMC控制器設計

為解決上述四個問題，將設計內模控制器分為兩個步驟：

1、設計一個穩定的理想控制器，而不考慮系統的魯棒性和約束；

2、引入濾波器，通過調整濾波器的結構和參數，以期獲得理想的動態品質和魯棒性。

步驟1：過程模型的分解

可分解為兩項：和，即

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其中，為模型中包含純滯后和不穩定零點的部分，為模型中的最小相位部分。

步驟2：IMC控制器設計

在設計IMC控制器時，需在最小相位的逆上增加濾波器，以確保系統的穩定性和魯棒性。定義IMC控制器為

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式中，為低通濾波器，選擇的目的之一是使變得有理，通常選用以下形式：

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式中，應該足夠大以保證的可實現性，為濾波時間常數，是內?？刂破鲀H有的設計參數。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的输出调节2.3——内模控制器设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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