基于IMC-PI的TITO时滞过程解耦控制策略

"双输入双输出时滞过程的IMC-PI控制方法 (2013年) 是一篇关于控制系统设计的学术论文，主要探讨了如何处理双输入双输出（TITO）系统的时滞问题。文章由赵志诚、姚亮、刘志远和张井岗合作完成，发表于2012年9月的《华中科技大学学报(自然科学版)》上，得到了山西省自然科学基金的支持。" 本文提出了一种新颖的解耦控制策略，该策略基于内模控制（IMC）理论。在TITO时滞过程中，通过在被控对象前串联其伴随矩阵，能够实现标称系统的完全解耦。这一操作使得解耦后的每个控制通道具有相同的等效模型，即原系统的行列式形式。因此，所有通道可以使用同一种控制器，即内模比例积分（IMC-PI）控制器。 为了简化控制器设计，研究人员采用了最小时间乘以误差绝对值积分（ITAE）准则，将等效的广义过程模型转换为一阶加时滞的形式。这样做的好处是便于控制器参数的调整，以实现最佳性能。同时，他们利用最大灵敏度指标进行控制器参数的鲁棒整定，确保系统的稳定性及抗干扰能力。 通过仿真结果，该方法的有效性得到了验证，它显著降低了多变量时滞过程控制器设计的复杂性，并且能够同时提供良好的动态响应性能和鲁棒性。这种方法对于解决具有时滞特性的复杂控制系统设计问题具有重要价值，为实际工程应用提供了新的思路和工具。 关键词：内模控制，解耦控制，双输入双输出，时滞过程，鲁棒性，灵敏度指标 这篇论文深入研究了多变量时滞系统的控制策略，通过创新的IMC-PI控制方法，不仅降低了设计难度，还提高了系统的动态性能和抗干扰能力，对于控制理论与实践领域具有重要的贡献。