新型Butterworth滤波内模控制器提升高阶系统控制性能

本文主要探讨了在工业环境中普遍存在的高阶系统控制问题。传统的方法如PID控制以及内模控制（IMC）对于处理高阶系统往往表现不佳，因为它们可能无法精确地模拟系统的动态行为，特别是当采用低阶系统来近似高阶系统时，会导致模型误差。为了改善这种状况，研究者提出了一种基于Butterworth滤波器的内模控制器设计。 Butterworth滤波器是一种著名的线性相位滤波器，以其平坦的频率响应和无截止频率滚降的特点而被广泛应用于信号处理领域。作者创新性地将优化改进后的Butterworth滤波器应用于内模控制器中的低通滤波器部分，以增强控制器的动态特性和稳态性能。这种改进旨在克服低阶模型带来的偏差，并提高对高阶系统复杂动态的适应性。 通过仿真研究，文章验证了这种方法的有效性。结果表明，基于Butterworth滤波器的内模控制器在高阶系统控制中表现出色，不仅控制性能良好，而且在模型存在失配的情况下展现出较高的鲁棒性。这意味着即使在实际应用中，由于系统参数变化或不确定性，这种新型控制器也能保持稳定的控制效果。 总结来说，这篇论文提出了一个针对高阶系统控制的创新策略，利用Butterworth滤波器的特性来设计内模控制器，从而克服了传统方法的局限性。这对于提高工业过程控制的精度和稳定性具有重要意义，为工程实践中的高阶系统控制提供了新的理论依据和技术手段。