薛美盛，白東進，王　川
中國科學技術大學自動化系，安徽合肥

摘　　　要：內模控制方法因具有諸多優點而引起了業界的廣泛關注，但難以在ＤＣＳ中直接實現，現有的ＩＭＣ�玻校桑脑O計方法存在著只針對特定模型才能設計或通用設計但近似程度偏低的問題，提出了一種新的ＩＭＣ�玻校桑目刂破髟O計方法，采用一般形式的Ｐａｄｅ多項式逼近ＩＭＣ�玻校桑霓D化過程中出現的復雜項，然后對照該Ｐａｄｅ多項式和ＰＩＤ控制器表達式設計ＰＩＤ控制器參數。該方法廣泛適用于各種單變量對象，也能夠毫無修改地應用于多變量系統的ＩＭＣ�玻校桑目刂破鲄�數設計。與基于Ｍａｃｌａｕｒｉｎ展式的ＩＭＣ�玻校桑脑O計方法相比，該方法提供了具有更強理論依據的微分濾波時間常數計算式，能夠獲得與內模策略更為接近的控制效果。

關　鍵　詞：Ｐａｄｅ近似；內模控制；ＰＩＤ控制器；多變量系統

１　引　言
由Ｃａｒｉｃｉａ和Ｍｏｒａｒｉ在１９８２年提出的內模控制［１］（ＩｎｔｅｒｎａｌＭｏｄｅｌＣｏｎｔｒｏｌ，ＩＭＣ）具有對模型精度要求低、魯棒性強，能夠消除不可測干擾的影響等特點。但是內模控制器在普通ＤＣＳ中難以實現。考慮到內模控制結構與普通ＰＩＤ反饋控制結構的等價性，可先設計內模控制器，然后通過內模控制器與ＰＩＤ控制器的轉換關系得到普通ＰＩＤ控制器，這種方法稱之為基于內模控制的ＰＩＤ方法（ＩＭＣ�玻校桑模�。ＩＭＣ�玻校桑脑O計問題的研究已有二十多年的歷史，已有方法或采用多項式逼近時滯項，針對特定的低階模型進行設計；或基于復雜項的Ｍａｃｌａｕｒｉｎ展開式近似設計ＰＩＤ控制器。前者僅針對單變量對象的特定低階模型進行設計；后者雖可以用于多變量ＩＭＣ�玻校桑脑O計但設計精度不夠。本文首先討論內模控制與反饋控制結構的等價性，得到ＩＭＣ�玻校桑目刂破鹘馕鲈O計依據；其次利用Ｐａｄｅ近似的一般形式逼近復雜環節，推導出了一種新的ＩＭＣ�玻校桑目刂破鹘馕鲈O計方法，并討論其與基于Ｍａｃｌａｕｒｉｎ展式方法的區別；然后通過仿真實例驗證了新方法的性能；較后對本文工作作了總結。

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