دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 26 7 2026 06 22 Temperature Control of Different Conductors using a Reduced-Order Model-Based Internal Model Controller کنترل دمای رساناهای مختلف با استفاده از کنترل‌کننده مدل داخلی طراحی شده مبتنی بر یک مدل کاهش مرتبه یافته 571 581 28348 10.48311/mme.2026.118761.82932 FA مهدی احمدی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین، خراسان شمالی، ایران محمدامین کریمی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین، اسفراین، خراسان شمالی، ایران Journal Article 2026 01 11 This paper focuses on designing a controller to regulate the temperature of a horizontal metal bar with varying thermal conductivities by manipulating the heat flux. To this end, the governing partial differential equations of the bar are first discretized using the finite difference method, resulting in a set of ordinary differential equations that establish a state-space representation for the system. The high order of the resulting state-space model leads to a complex final controller, so reduced-order transfer function parameters are determined for different conductivity values using an optimization-based approach. Open-loop simulation results show that the obtained low-order models achieve over 99% accuracy for various conductivity cases. Internal model controllers are then designed for different conductivity scenarios using these reduced-order models and applied to the original system. Simulation results indicate that the designed internal model controller exhibits enhanced performance in tracking the desired reference input and rejecting disturbances compared to other methods. The system output effectively follows the desired temperature profile with appropriate speed, minimal overshoot, and zero steady-state error. این مقاله بر طراحی کنترل‌کننده برای کنترل دمای یک میله فلزی افقی با رسانایی‌های متفاوت و با استفاده از تغییر شار حرارتی متمرکز است. برای این منظور ابتدا معادلات با مشتقات جزئی حاکم بر میله با استفاده از روش تفاضل محدود به دسته‌ای از معادلات دیفرانسیل عادی تبدیل می‌شود که نمایش فضای حالت را برای سیستم تحت مطالعه نتیجه می‌دهد. با توجه به بالا بودن مرتبه سیستم تحت مطالعه در فرم فضای حالت، پارامترهای تابع تبدیل کاهش مرتبه یافته برای رسانایی‌های متفاوت و با استفاده از یک روش بهینه‌سازی استخراج می‌شوند که نتایج حاصل از شبیه‌سازی حلقه باز نشان می‌دهند مدل‌های مرتبه پایین بدست آمده برای رسانایی‌های مختلف دارای دقتی بیش از 99% می‌باشند. سپس با استفاده از مدل‌های مرتبه پایین بدست آمده، کنترل‌کننده‌های مدل داخلی برای حالات مختلف رسانایی طراحی شده و به سیستم اصلی اعمال می‌شوند. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان می‌دهند که کنترل‌کننده مدل داخلی طراحی شده توانسته است در مقایسه با دیگر مراجع عملکرد مطلوبی را در ردیابی ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش از خود به نمایش بگذارد به نحوی که خروجی سیستم توانسته است دمای مطلوب را با سرعتی مناسب، با فراجهشی کوچک و بدون خطای حالت ماندگار دنبال کند. https://mme.modares.ac.ir/article_28348_d6afc47d9260056bf6ebac5a4c908540.pdf