MATLAB实现控制系统的滞后超前校正设计详解

本篇文档是关于计算机控制技术领域的一项毕业论文设计，主要探讨了基于MATLAB的控制系统滞后-超前校正设计。作者程万里，来自电气工程与自动化专业的自动化专业班级B110411，学号B11041104，针对的是控制系统的校正策略。 论文首先明确了滞后-超前校正设计的目的和原理。设计的目的是为了改善系统的动态性能，使其能够更好地满足工程应用中的特定性能指标。滞后-超前校正是通过在系统中加入滞后和超前环节来抵消或补偿原有的时间常数，以优化系统的响应速度和稳定性。1.1节详细阐述了校正的目的，而1.2节则深入讲解了校正的基本原理，涉及到了校正方案的选择和校正参数的确定方法。 设计过程分为几个关键步骤。首先，2.1节介绍了校正前系统的参数分析，包括利用MATLAB绘制系统的伯德图，以评估系统的频率响应特性；计算幅值裕量和相位裕量，确保系统稳定性；以及通过根轨迹分析来理解系统动态行为。接着，2.2节着重于滞后-超前校正参数的计算，包括选择合适的截止频率，确定校正系数，如比例增益Kp、积分时间Ti和超前时间Td，这些都是通过MATLAB工具进行计算和调整的。 在实施校正后，2.3节验证其效果，通过MATLAB再次求得校正后系统的幅值裕量和相位裕量，以确认校正的成效。此外，还绘制了校正后系统的伯德图和根轨迹图，对比校正前后的系统性能。最后，通过仿真实验进一步对比分析，证明滞后-超前校正的有效性。 除了滞后-超前校正，论文还提到了前馈控制（3.1）作为补充，这是一种主动补偿策略，它预先估计并补偿干扰对系统的影响。作者介绍了前馈控制的原理，并通过控制对象的仿真来展示其在实际系统中的应用。 在整个过程中，作者不仅理论结合实践，还分享了个人的心得体会，强调了实验数据分析和MATLAB软件在控制工程设计中的重要性。最后，参考文献列出了研究过程中引用的相关学术资源，附录部分可能包含一些详细计算过程和技术细节。 这篇论文深入浅出地展示了如何使用MATLAB进行控制系统的滞后-超前校正设计，旨在提升系统的性能并增强控制系统的稳定性。这是一篇实用性强，理论与实践结合紧密的研究报告，对于学习和了解计算机控制技术的学生具有很高的参考价值。