内模控制发展综述

本文概述了内模控制(IMC)的产生、发展及研究现状，分析比较了各种IMC设计方法的优劣，并对IMC的发展前景和改进策略提出了看法。     

基于Labview的IMC数据采集系统二次开发

IMC数据采系统由于其抗干扰能力、传感器兼容性等方面有着突出的优点,是国内轨道车辆动应力、动力学等线路测试的主要数据采集设备。本文利用LABVIEW图形化语言调用ACTIVEX来完成对IMC数据采集设备的二次开发,完成对IMC数据采集系统的设备连接、试验配置、数据格式定义、采集等操作。编写了一单通道采集程序完成了对正弦波的采集。     

基于内模控制的互耦水槽建模与仿真

研究工业控制器稳定控制问题,内模控制(IMC)结构和设计简便,只有一个整定参数,参数调整与系统动态品质和鲁棒性的关系明确,采用IMC原理可以提高PID控制器的设计水平.为保证水槽系统的稳定性和跟踪性,从IMC的基本结构出发,提出了一种简单的IMC控制器设计方法,使用一个单负反馈回路系统,对控制对象化简成一个简单的一阶加延迟模型,然后整定出所需控制器的参数,以达到控制要求.通过MATLAB上进行仿真,结果表明,所设计的控制器具有常规PID的优点,且跟踪调节性能好,对水槽控制具有较好的鲁棒性和动态性,证明IMC法具有广泛的适用性.     

工业过程运行的解耦内模控制方法

工业过程运行控制的目的是实现反映过程整体运行性能的工艺指标. 将常规解耦内模控制(Internal model control, IMC)进行推广, 提出了优化过程运行的解耦IMC方法. 通过对广义解耦内模控制器的设计获得了具有高维解耦能力、鲁棒稳定性和抗干扰能力强的回路设定模型. 该模型能够响应系统的各种不确定性和干扰, 对回路设定值进行调整, 通过控制回路的输出跟踪调整后的设定值, 从而实现期望的工艺指标. 磨矿回路运行的解耦IMC设计实例及仿真验证了所提方法的有效性.     

基于交互式马尔可夫链的模型检验

研究了基于交互式马尔可夫链（IMC)的模型检验,IMC是集功能描述和性能刻画为一体的并发系统模型,模型检验是一种自动功能验证与性能评价技术。文中提出的模型检验算法结合了传统的功能验证与性能评价的功能,并且与现有的算法相一致。实验分析表明,该算法具有较高的性能,适用于大型复杂系统的验证和评价。     

增益自适应内模控制器及其在纸机控制中的应用

内模控制器(IMC)的设计是一种非常简单和直观的系统设计方法。但是,该控制器在系统的快速性及鲁棒性之间很难取得良好的统一,本文针对纸机控制的特点,提出了一种增益自适应IMC的设计方法,使得系统的快速性及鲁棒性较好地统一起来,仿真及实际应用均取得令人满意的结果。     

高温存储下不同成分Sn-Pb凸点可靠性研究

随着我国集成电路封装密度的不断提高,引线键合方式已无法满足需求,倒装焊技术逐渐成为高密度封装主流方向。高温存储对倒装焊凸点的可靠性有着重大影响,界面化合物及晶粒形态均会发生显著变化。以多种SnPb凸点为研究对象,分析高温存储对凸点可靠性的影响,结果表明:10Sn90Pb凸点剪切强度波动幅度较小;Sn含量越高,高温存储后焊料界面处IMC层越厚,63Sn37Pb焊料界面IMC变化最为明显;63Sn37Pb凸点IMC生长速度较快,晶粒粗化现象较为严重。     

基于IMC的PID控制器的设计实现

内模控制（IMC）是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略。自面世以来，不仅在工业过程控制中获得了成功的应用，而且表现出在控制系统稳定性和鲁棒性理论分析方面的优势，尤其是它仅有一个整定参数，参数调整与系统动态品质和鲁棒性的关系比较明确，采用内模控制原理可以提高PID控制器的设计水平。该文正是从IMC的结构出发，提出了一种简洁的IMC—PID控制器设计思路，并利用MATLAB进行仿真研究。分析发现，该控制器具有常规PID的优点，对于大纯滞后或非线性系统能够很好地工作，可以推广应用于一般工业过程。     

E-mail“盲”而不乱

Mustang软件公司新开发的软件——IMC可以缓解目前E-mail管理费用方面的混乱状态。Internet信息中心利用该软件实现了销售和支持部门的E-mail自动发送至确切的人,并且自动给予发送者答复。 IMC是构造于Pose Office Protoco13或SNMP服务器上,它把E-mail信息存储在数据库内并且根据E-mail中的关键字来指定路线传送。运行于Microsoft     

有效传递函数在多变量耦合系统中的应用

针对多变量系统具有多时滞、强铰链耦合的特点,提出了有效开环传递函数解耦策略。由于有效开环传递函数所描述的动力学行为的复杂性,首先采用模型降阶技术,将系统逼近一阶环节+延时(FOPDT)形式;然后运用IMC控制策略实现单位反馈控制。为得到传统PID控制器的典型表达形式,将IMC控制器进行麦克劳林级数展开,通过对相应项系数的比对得到了传统PID控制器。仿真分析表明了该方法能够提高系统动态响应速度、减小稳态误差,实现了多变量耦合系统的理想控制。     

Tuning algorithms for fractional order internal model controllers for time delay processes

This paper presents two tuning algorithms for fractional-order internal model control (IMC) controllers for time delay processes. The two tuning algorithms are based on two specific closed-loop control configurations: the IMC control structure and the Smith predictor structure. In the latter, the equivalency between IMC and Smith predictor control structures is used to tune a fractional-order IMC controller as the primary controller of the Smith predictor structure. Fractional-order IMC controllers are designed in both cases in order to enhance the closed-loop performance and robustness of classical integer order IMC controllers. The tuning procedures are exemplified for both single-input-single-output as well as multivariable processes, described by first-order and second-order transfer functions with time delays. Different numerical examples are provided, including a general multivariable time delay process. Integer order IMC controllers are designed in each case, as well as fractional-order IMC controllers. The simulation results show that the proposed fractional-order IMC controller ensures an increased robustness to modelling uncertainties. Experimental results are also provided, for the design of a multivariable fractional-order IMC controller in a Smith predictor structure for a quadruple-tank system.     

内模控制研究的新发展

概述了内模控制(IMC)的研究现状和新发展,详细论述了内模控制特别是非线性系统内模控制研究中的主要方面及其研究成果.首先介绍了内模控制中的各种建模方法,指出它们各自的优缺点,并根据内模控制的发展趋势着重分析了内模控制器的设计及其改进结构,内模控制与其他控制方法的结合方式等几个关键性问题.最后指出了内模控制研究中存在的一些混淆,并探讨了这一研究领域的发展方向.     

Nonlinear internal model controller design for wastegate control of a turbocharged gasoline engine

Internal Model Control (IMC) has a great appeal for automotive powertrain control in reducing the control design and calibration effort. Motivated by its success in several automotive applications, this work investigates the design of nonlinear IMC for wastegate control of a turbocharged gasoline engine. The IMC design for linear time-invariant (LTI) systems is extended to nonlinear systems. To leverage the available tools for LTI IMC design, the quasi-linear parameter-varying (quasi-LPV) models are explored. IMC design through transfer function inverse of the quasi-LPV model is ruled out due to parameter variability. A new approach for nonlinear inversion, referred to as the structured quasi-LPV model inverse, is developed and validated. A fourth-order nonlinear model which sufficiently describes the dynamic behavior of the turbocharged engine is used as the design model in the IMC structure. The controller based on structured quasi-LPV model inverse is designed to achieve boost-pressure tracking. Finally, simulations on a validated high-fidelity model are carried out to show the feasibility of the proposed IMC. Its closed-loop performances are compared with a well-tuned PI controller with extensive feedforward and anti-windup built in. Robustness of the nonlinear IMC design is analyzed using simulations.     

基于小波网络的非线性内模控制

针对非线性内模控制结构,给出了小波网络逼近系统正、逆模型的充分条件的实现方法。在内模控制结构中引入PID补偿控制,改进了内模控制器的性质。仿真结果表明,小波网络用于非线性内模控制是有效的,内模＋PID控制较单一内模控制具有更快速和平稳的跟踪性能。     

内模控制在过程控制系统中的应用研究

内模控制是一种简单、实用的先进控制算法,是研究其它基于模型的控制策略的理论基础.本文介绍了内模控制的基本原理及内模控制器的设计方法,基于过程控制实验系统,采用内模控制策略对其进行控制,并在相同状况下,采用常规PID和内模PID算法对其进行控制比较.结果表明,采用内模控制策略的控制系统在超调量、上升时间和调节时间等方面均有所减小和缩短,体现了内模控制的实用性和控制效果的优越性,对于内模控制在其它领域的应用具有一定的参考价值.     

Integrated marketing communications in markets with uncertainty and competition

Firms frequently utilize multiple communications instruments as part of their marketing campaign. Interactions between these instruments suggest that firms should apply Integrated Marketing Communications (IMC) to benefit from the synergies. We review different IMC models and then present a stochastic IMC model for which explicit closed-loop solutions of the optimal advertising and market share are obtained. This enables us to understand the role of firm and market parameters such as synergy on the optimal advertising budget and allocation. For the proposed and existing IMC models, we show that the budget and allocation decisions can be made independently, greatly simplifying the implementation of IMC. We also show that there is an optimal long-run market share that the firm should try to maintain through appropriate use of IMC. Finally, the model and results are generalized to multiple (>2) instruments and multiple competitors.     

双馈风力发电机的内模控制器设计

针对双馈风力发电机(DFIG)中普遍存在的功率耦合问题,设计了一种基于内模原理的电流控制器.首先介绍了内模控制(IMC)理论的系统结构,在此基础上推导出双馈风力发电系统的传递函数,并建立基于内模控制的电流内环数学模型;其次,内模控制器的参数整定参考系统的平方积分误差值,其鲁棒稳定性参考M值的大小;最后利用Matlab仿真平台进行了仿真实验.结果表明,该控制器实现了系统有功和无功的充分解耦,并具有较好的稳态和动态性能.     

改进型内模控制系统的稳定性与鲁棒跟踪条件

为了改善系统的响应性能或解决常规内模控制不能用于不稳定对象的问题，通常在常规内模控制结构中增设一个反馈环节，但这种改进型内模控制系统的性能分析尚缺乏系统的、令人满意的结果．为此，利用基于传递函数互质分解的频域理论，系统地分析了这种改进型内模控制系统的稳定性和稳态性能，得到了保证系统内稳定和鲁棒跟踪的一般性结论，并且无论控制对象稳定与否、系统连续或离散，该结论都适用．     

Adaptive speed tracking control for autonomous land vehicles in all‐terrain navigation: An experimental study

This paper develops a nonparametric controller with an internal model control (IMC) structure for the longitudinal speed tracking control of autonomous land vehicles by designing a proportional and internal model control (IMC) cascade (P‐IMC) controller. An IMC architecture is employed in the inner control loop by establishing a nonparametric longitudinal dynamical model, whereas a P controller is designed for the outer control loop. An approach for estimating the terrain effects and compensating for the model errors is also introduced. The differences from other nonparametric controllers are discussed, and the stability of the P‐IMC controller is analyzed and validated experimentally. The P‐IMC controller is compared with the SpAM+PI to illustrate its advantages. The experimental results of autonomous all‐terrain driving show the effectiveness of the P‐IMC controller.     

Fuzzy IMC—PID控制器的设计及仿真研究

从IMC结构出发,提出了一种基于fuzzy、PID控制的Fuzzy IMC-PID控制器,对工业过程中时滞系统纯滞后环节一阶Pade近似后,由内模整定得到PID控制器的参数整定值,再依据合适的模糊控制规则,对其进行在线二次自整定。借助MATLAB工具箱进行仿真,结果表明,该控制器具有内模、模糊、PID控制器的优点,超调小、调节性能好、鲁棒性强。对于大纯滞后或非线性系统能够较好地工作,可以推广应用于一般工业过程控制中。