关键词：内模控制，状态反馈，内模控制器，稳态输出
1引言
现代工业控制需要达到越来越高的设计要求，并在越来越复杂和不确定的环境下进行控制，传统的控制手段已难于实现。现代控制理论的特色为状态反馈控制，状态反馈控制经过近几十年的发展演变，在现实控制系统中应用越来越广泛，由于系统的内部特性可以由状态变量全面的反映出来，因而相对于输出反馈控制，状态反馈更加有利于改善系统的控制性能，但是在实际的控制系统中，状态变量由于其难于直接测量，所以进行状态反馈总是很难实现。
系统的状态反馈，仅从系统获得满意的动态性能考虑，即系统具有一组希望的闭环极点，但不能实现系统无误差。为此这篇论文在系统状态反馈的基础上，增加了系统内部模型控制。经典控制理论[5]告诉我们，系统的开环传递函数中，若含有某控制信号的极点，则该系统对此输入信号就无稳态误差产生。据此，本文在具有状态反馈系统的前向通道中引入R(s)的模型，这样，系统既具有理想的动态性能，又有对该系统无稳态误差产生。
2内部模型的状态反馈控制系统
内模控制原理
内模控制器的设计
为使校正后的系统不仅具有良好的动态性能，而且要以零稳态误差跟踪输入，因此需在状态反馈的基础上引入内模控制。根据式（3）和(5)得
3模拟电路图的设计及仿真
极点配置前
根据图2引入极点配置前的二阶系统方框图，设计并组建该系统相应的模拟电路，如图5所示。
加内模控制后
根据图4引入内模控制后的二阶系统方框图，设计并组建该系统相应的模拟电路，如图7所示。
通过以上的电路仿真可以看出，引入极点配置前系统的输出有较大的误差,跟踪在0.25，且存在一定的震荡.引入极点配置后，跟踪效果较引入极点配置前好，跟踪在0.5，且完全消除了震荡。引入内模控制后，系统能完全跟踪参考信号1，且系统也不存在震荡，达到了良好的控制效果。
4结论
综上所述，在现代控制系统设计中，通过极点任意配置，出现系统动态特性改善与稳态输出改变的矛盾，可以通过设计带有内部模型的状态反馈控制系统解决这一问题，本文最后通过仿真实验和硬件电路实验验证了理论分析的正确性，为实际控制系统的设计提供了思路。
附图：
5参考文献
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论文作者:吴宝华
论文发表刊物:《科技中国》2018年6期
论文发表时间:2018/8/10
标签：系统论文; 状态论文; 反馈论文; 极点论文; 稳态论文; 控制系统论文; 北京论文; 《科技中国》2018年6期论文;