自动化装备大作业.doc
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2.考虑被控对象为，设计内模控制器，给出系统的仿真结果及分析。
解：
图1 IMC等价结构
（参考4.3.4设计示例）过程工业中的许多单输入单输出过程都可以用一阶加纯滞后过程得到较好的近似。这样在无模型失配和外部扰动的情况下有：
（1）
过程模型的逆为： （2）
对于过程（1）而言，实现内模控制器的最好办法时采用下式：
（3）
这里，为滤波时间常数，一方面可以避免过分的噪声放大，另一方面也可以对付模型与过程的失配。
对于适度或较小的建模误差，一般取小于1.5。
当模型匹配时，闭环响应由给出：
（4）
的选取：由于 （5）
没有s平面右侧零点，对于式（5）的过程而言，其内模控制器可由下式给出：
（6）
r为/的相对阶次，即的阶次与的阶次之差，可知r=2。
式（6）中的必须满足： （7）
计算得0.22。
运用MATLAB进行仿真，调整的取值不断仿真比较输出的波形图，最终确定一个使输出波形比较稳定的值。
仿真原理图如图1：
图1
，调整值，观察示波器输出。
=0.25
=0.4
=0.6
=0.8
=0.9
=1.4
D(s)为T=30时的阶跃响应。
分析：由图可知，当取0.9时系统响应速度较快，振荡较小，并且当系统中出现干扰时，系统可以较快地恢复，影响时间短。
R(s)
D(s)
Y(s)
+
-
+
+
+
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