内模控制在多变量流浆箱解耦中的应用研究

"该硕士学位论文主要探讨了多变量系统解耦的研究及其在流浆箱控制中的应用，作者为王改堂，导师为王孟效，专业为控制理论与控制工程，完成于2008年。" 在工业自动化领域，多变量系统的解耦是提升系统控制效率和性能的关键技术。由于现代工业系统普遍具有多变量、非线性、时滞和强耦合的特性，传统的控制策略往往无法满足这些复杂系统的控制需求。特别是对于强耦合的多变量系统，如果不进行解耦处理，系统的稳定性和操作性能会大打折扣。因此，实施解耦控制对于实现满意的控制效果至关重要。 论文首先回顾了内模控制、解耦控制以及流浆箱控制的历史发展。内模控制作为一种创新的控制方法，因其简单的设计过程、出色的鲁棒性以及预测能力，特别适合处理多输入多输出（MIMO）系统，能够深入揭示系统的内在特性。解耦控制经历了从传统到自适应，再到鲁棒和智能解耦的不同发展阶段，以适应不同复杂性的系统需求。 论文详细阐述了多变量系统的控制问题和控制要求，包括系统的数学描述、相对增益矩阵以及解耦条件。此外，还讨论了几种减少和消除耦合的技术，如静态解耦、动态解耦等，以及各种典型解耦方法的应用。 内模控制理论部分，论文重点讲解了单自由度和二自由度内模控制，总结了内模控制器的结构和性质，并详细介绍了内模控制器设计中的滤波器作用，强调了滤波器在抑制噪声和提高控制精度中的关键角色。 论文还详细介绍了气垫式流浆箱的工艺流程、工作原理和数学模型，以及控制要点。流浆箱作为制浆造纸过程中的重要设备，其性能直接影响纸张的质量。论文提出将内模控制与经典的解耦方法结合，应用于流浆箱控制系统，与传统的PID控制对比，仿真结果证明这种方法设计简单，控制性能优异。 最后，论文讨论了控制系统硬件组成和软件设计分析，为实际应用提供了基础。全文总结了所做工作，并对未来的研究方向进行了展望。 关键词：多变量，解耦控制，内模控制，流浆箱 该研究不仅深入探讨了解耦控制的理论，还将其成功应用于实际的工业系统，为多变量系统的控制提供了有价值的参考。