工厂模型

这个例子中的工厂是一个化学反应器系统，由两个混合良好的容器组成。

反应器为等温反应器，每个反应器中对A组分的反应为一级反应:

物料平衡被应用到系统生成系统的动态模型。罐水平假定留下来，因为溢流喷嘴的恒定，因此没有涉及电平控制。

有关此植物的详细信息，请参见实施例3.3中“过程控制：设计过程和控制系统的动态性能”的第3章由Thomas E.马林。

以下微分方程描述组件结余：

在稳定状态下，

物料平衡如下：

哪里，,是稳态值。

替代，以下设计规范和反应器参数:

在两个反应器将所得的稳态浓度是：

哪里

对于这个例子，设计一个控制器，用于从所述第二反应器维持反应物的出口浓度，在任何干扰的在进料浓度的存在下，。被操作的变量是反应物的摩尔流量，F在进入第一反应器。

线性装置模型

在此控制设计问题中，被控对象模型为

扰动模型为

该化学过程可以用下面的框图来表示：

哪里

根据框图，得到植物模型和干扰模型如下:

创建在命令行的工厂模型：

G1是在控制器评估中使用的实际设备。G2是在实际设备的近似，它是用来作为IMC结构的预测模型。G2 = G1意味着没有模型失配。钆是扰动模型。

在控制系统设计中定义内模控制结构

开放式控制系统设计。

选择IMC控制架构。在控制系统设计中，单击编辑架构。在编辑结构对话框中，选择配置5。

加载系统数据。对于G1，G2,钆，指定一个模型价值。

调整补偿器

情节的开环阶跃响应G1。

右键单击该绘图并选择特点>上升时间子菜单。点击蓝色的上升时间标记。

上升时间是25秒，我们要调整IMC补偿，以实现更快的闭环响应时间。

要调整IMC补偿，在控制系统设计中，单击调优方法，并选择内模控制（IMC）调谐。

选择一个占主导地位的闭环时间常数的2和一个所需的控制器顺序的2。

要查看闭环阶跃响应，在控制系统设计，双击IOTransfer_r2y:步骤图选项卡。

模型失配的控制性能

当设计的控制器，我们假设G1等于G2。在实践中，他们往往是不同的，控制器必须足够强大的跟踪设定值和拒绝干扰。

在G1和G2之间创建模型不匹配，并在设置点变化和负载干扰存在的情况下检查MATLAB命令行控制性能。

导出IMC补偿到MATLAB的工作空间。请点击出口。在导出模型对话框中，选择补偿器模型C。

请点击出口。

转换IMC结构的经典反馈控制结构与所述前馈路径和反馈单元的控制器。

定义如下工厂模型：

评估设定值跟踪性能。

评估干扰抑制性能。

控制器是相当稳健的工厂参数的不确定性。