改进Butterworth滤波器提升内模控制系统的性能

本文主要探讨了在内模控制系统中优化滤波器的设计与应用。内模控制器作为现代控制理论的重要组成部分，其滤波器的选择和设计对于提升控制系统的性能至关重要。Butterworth滤波器以其平坦的频率响应特性，特别是理想的低通特性，被广泛应用于控制系统中，能够有效地减少噪声和高频干扰，从而改善系统的瞬态响应和稳定性。 文章首先强调了内模控制器中滤波器的作用，它不仅影响系统的响应速度，还决定了系统的动态行为。通过优化设计，作者试图克服传统Butterworth滤波器可能存在的不足，例如截止频率选择不合理可能导致的滤波过度或不足问题。优化方法可能涉及到滤波器参数的自适应调整，如截止频率、阶数、增益等，以达到最佳的抑制噪声和保持系统响应精度的平衡。 仿真研究是本文的核心部分，通过数值模拟验证了优化后的Butterworth滤波器在内模控制下的实际效果。实验结果显示，优化设计显著提升了系统的瞬态响应质量，即系统响应速度快且平稳，同时也增强了系统的鲁棒性，使其能在各种扰动下保持稳定的控制性能。这意味着在实际工程应用中，优化滤波器可以提高系统的整体性能，尤其是在工业自动化、航空航天等领域，能有效降低控制系统的故障率和维护成本。 文章的作者陈娟博士，作为内模控制和先进控制方面的专家，与合作者张宇伽和林坚共同进行了这项研究，并得到了国家自然科学基金项目的资助。他们通过严谨的理论分析和实际仿真，为内模控制领域的滤波器设计提供了实用的优化策略，具有很高的学术价值和实际应用潜力。 这篇文章深入研究了Butterworth滤波器在内模控制中的优化设计，为改善控制系统性能提供了一种新的解决方案。其研究成果不仅有助于提高现有系统的控制品质，而且对于推动相关领域的技术进步和工业实践具有重要意义。