二自由度IMC-PID控制提升时滞系统性能

本文研究的焦点在于时滞系统的二自由度内模PID控制（IMC-PID）设计。在传统的单自由度PID控制器存在目标值跟踪性能和抗干扰性之间难以兼顾的问题背景下，研究人员提出了一种创新的解决方案。通过将内模控制（IMC）原理融入设计，他们构建了一个仅需两个关键滤波参数的二自由度控制器，这有助于简化参数调整并提高控制效率。 核心内容包括一个基于最大灵敏度的参数整定方法。这种方法首先通过推导确定其中一个滤波参数与系统最大灵敏度的关系，这一参数的选择旨在增强系统的鲁棒性，使其在面对不确定性或外部扰动时仍能保持稳定。然后，通过对系统动态性能的分析，另一滤波参数被适当地调整，以优化目标值跟踪性能，确保控制器能够有效地追踪设定的目标值。 为了进一步验证这一设计的有效性，文中还进行了过程模型失配情况下的鲁棒稳定性分析，得出了确保系统稳定的必要条件。通过仿真结果，研究者证实了二自由度IMC-PID控制器在处理时滞系统时，能够展现出出色的性能，即良好的目标值跟踪能力、抵抗干扰的能力以及较高的鲁棒性。这些结果证明了基于最大灵敏度的参数整定策略在实际应用中的实用性，它能有效缓解时滞对系统性能的影响。 论文的作者团队由四位专家组成，他们在智能控制领域有着丰富的经验和深厚的学术背景。他们的合作不仅推动了该领域的理论发展，也为实际工程问题提供了实用的解决方案。这篇论文为时滞系统控制设计提供了一种新的、高性能的控制策略，对于提升系统性能和鲁棒性具有重要的指导意义。