آموزش طراحی کنترلرهای مدل داخلی IMC با متلب MATLAB
3 ساعت
0.0
کنترلر مدل داخلی (Internal Model Control) بر اساس الگوریتم طراحی کنترلر پارامتری (Q-parameterization) است که اساس بسیاری از الگوریتم های طراحی کنترل مدرن به شمار می رود. چیزی که باعث جذابیت و اهمیت کنترلر مدل داخلی شده، این است که این ساختار، الگوریتمی برای طراحی کنترلرهای پارامتری ارائه می دهد که در آن ملاحظات پایه ای و عملی طراحی کنترلر رعایت می شود و در نتیجه کنترلر مدل داخلی یک الگوریتم، طراحی محبوب در صنایع مختلف به خصوص در طراحی کنترلرهای تناسبی – مشتقی – انتگرالی برای سیستم های تک ورودی – تک خروجی است. روش های طراحی کنترلر مدل داخلی، بسیار گسترده و متنوع می باشند و در شکل های مختلفی نظیر: تک ورودی – تک خروجی، چند ورودی – چند خروجی، طراحی پیوسته و گسسته، یک درجه آزادی و دو درجه آزادی و … توسعه یافته اند. در کنترلر مدل داخلی علاوه بر پرداختن به پروسه طراحی کنترلر، به راحتی می توان به دیگر مفاهیم پایه طراحی کنترلر از قبیل: اثر ترم های غیر مینیمم فاز بر روی پاسخ سیستم حلقه بسته، اثر عدم قطعیت ها در مدل و… نیز پرداخت. ساختار یک کنترلر مدل داخلی مطابق شکل زیر است: شکل 1 ساختار کنترلر مدل داخلی یک درجه آزادی در این ساختار Forward Model بیانگر یک مدل تقریبی یا شناسایی شده از فرایند است. در کنترلر مدل داخلی سیگنال، کنترلی که از کنترلر صادر می شود، به صورت یکسان به پلانت واقعی و مدل تقریبی آن اعمال می شود و سیگنال خطای حاصل که می تواند عدم قطعیت ها، اغتشاشات و نویزها را شناسایی کند، پس خورد می شود. مزیتی که کنترلر مدل داخلی دارد این است که در صورتی که Forward Model به میزان مطلوبی به مدل واقعی نزدیک باشد، رفتار سیستم حلقه بسته، مستقل از مدل پلانت خواهد شد و عملکرد آن توسط کنترلر تعیین می شود. دو مورد از مهم ترین کاربردهای کنترلر مدل داخلی در طراحی کنترلرهای تناسبی – مشتقی – انتگرالی برای سیستم های تک ورودی – تک خروجی و همین طور طراحی کنترلر پیش بین اسمیت (Smith) است که هر کدام از این کنترلرها به وفور در صنایع مختلف استفاده می شوند. در این فرادرس، ابتدا به مباحث تئوری طراحی کنترلر مدل داخلی یک و دو درجه آزادی برای سیستم های تک ورودی – تک خروجی و بعد به مهم ترین روش های تعیین Forward Model نیز پرداخته می شود و در انتها نیز به کاربرد کنترل مدل داخلی برای طراحی کنترلرهای تناسبی – مشتقی – انتگرالی و طراحی کنترلر پیش بین اسمیت می پردازیم.
