降阶优化：控制系统设计新策略

本文主要探讨了控制系统的一种降阶优化调节模式，发表于1988年的华侨大学学报自然科学版。作者薛息雄从补偿与优化控制的角度出发，强调了控制系统校正器在低中频特性曲线段的关键性作用。传统的控制系统通常采用PID调节模式或者频率、根轨迹校正，但随着控制技术和微型计算机的普及，对复杂过程模型的处理需求增加，使得数学模型变得更为复杂。 作者指出，虽然已经有许多方法被用于简化模型，如连分式降阶法、多点频率拟合、时间响应拟合、Pade逼近以及矩阵计算方法等，但针对直接从控制系统的品质要求出发设计降阶调节模式的研究相对较少。这种方法的优势在于，它不需要预先简化对象模型，而是直接针对实际性能要求调整控制器设计，这对于微型计算机数字化控制技术的发展具有重要意义。 文章的基本原理是，一个控制系统的特性完全取决于闭环传递函数。在系统设计阶段，通常会设定如调节余差、超调量和调节时间等控制参数。作者通过分析发现，系统中的共轭复数极点对系统性能影响最大，特别是当一对极点接近虚轴时，它们对系统动态响应的影响尤为显著。因此，通过适当设计可以将复杂的优化模式简化为降阶优化模式，从而实现高效控制。 文章的核心内容围绕着如何利用这一理论来构建更加适应微型计算机控制系统的优化策略，特别是在面对复杂动态过程时，这种降阶方法能够简化设计过程，提高控制效率，并为微型计算机在生产过程控制中的应用开辟新的途径。 总结来说，这篇论文提供了一种创新的控制设计思路，旨在通过优化低中频特性曲线段来实现系统性能的提升，对于推动微型计算机在工业自动化领域的数字化控制技术发展具有积极的实践价值。