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二自由度IMC--PID及多模型切换控制研究的任务书
任务书
一、题目
二自由度IMC--PID及多模型切换控制研究
二、任务描述
为了满足工业过程控制系统对多模型软开关和精细控制的需求，本研究将探索基于IMC-PID控制器的二自由度控制策略及其在多模型切换控制中的应用。
1.二自由度IMC-PID控制器的设计与调试
（1）综述IMC-PID控制器原理及其在工业过程控制中的应用。
（2）实现一种适用于多模型切换控制的二自由度IMC-PID控制器，包括控制器参数设计、实现和调试。
（3）结合典型工业过程，对设计的控制器进行仿真和实验验证，并与传统PID控制器进行对比分析。
2.多模型切换控制的设计及应用
（1）综述多模型控制的基本概念和理论原理，探讨其在现代工业过程控制中的应用。
（2）设计并实现一种基于模型误差的多模型切换控制策略，通过对多个模型的跟踪误差分析和多模型切换规则设置，实现在不同工况下的控制器自适应调节。
（3）结合典型工业过程，对设计的多模型切换控制策略进行仿真和实验验证，并与传统单模型控制进行对比分析。
三、关键技术
1.IMC-PID控制器原理及调试方法；
2.多模型切换控制原理及相关算法；
3.工业过程建模与仿真技术；
4.控制实验平台搭建及性能评价技术。
四、预期成果
1.提出并实现适用于多模型切换控制的二自由度IMC-PID控制器；
2.实现基于模型误差的多模型切换控制策略；
3.在典型工业过程控制中验证控制策略及其性能；
4.发表相关研究论文一篇。
五、研究计划
本项目预计历时12个月，具体计划如下：
第1-2个月前期准备、文献调研
第3-4个月IMC-PID控制器设计与仿真
第5-6个月IMC-PID控制器实验验证及效果分析
第7-8个月多模型切换控制原理及算法研究
第9-10个月多模型切换控制实验验证及效果分析
第11-12个月论文撰写、整理成果
六、参考文献
[1]刘瑞,郭家燕,聂焕飞.基于模型误差的多模型自适应控制方法研究[J].控制工程,2012,19(2):272-276.
[2]李敦厚,王雁斌,沈祖尧.工业过程控制[M].北京:机械工业出版社,2013.
[3]肖炜,叶绍孝,张迪.工业过程控制模型与仿真[M].北京:化学工业出版社,2011.
[4]李燕,朱晓冬.控制系统设计与性能评价[M].北京:清华大学出版社,2002.
[5]肖广元,周华.工业过程智能控制[M].北京:清华大学出版社,2011.