前馈补偿解耦法：两输入系统控制对比研究

本篇文档主要探讨的是"解耦控制算法的研究"，它属于计算机控制领域的深入课题。实验的目的旨在让学生熟悉并掌握多变量耦合系统的基本原理、特点，以及混合仿真的研究方法。实验的核心任务是使用前馈补偿解耦法设计一个已知的两输入、两输出有耦合的被控对象，通过混合仿真对其性能进行分析。 首先，实验涉及到的被控对象是一个具有特定传递函数的系统，其电路模型由电阻和电容组成，具体参数如R0、R1、C1等。这个系统可以通过模拟电路来构建，以便进行实际的控制实验。 实验采用的解耦控制系统结构包含两个关键环节，即[pic]和[pic]，它们是通过连续系统设计后离散化的。前馈补偿解耦法的核心思想在于通过预先估计并补偿输入之间的相互影响，以消除或削弱系统的耦合效应。在图6.4所示的连续系统中，控制器[pic]和[pic]各自作用于输出，而在离散化的版本中，它们分别作用于[pic]和[pic]，通过[pic]的设置来达到解耦效果。 解耦网络的数学模型在连续与离散状态下有所不同，分别为[pic]和[pic]。实验中，学生需要根据一阶差分法将连续模型离散化，这涉及到系统动态响应的转换，例如[pic]和[pic]的离散表达式。 通过对比无耦合系统、未解耦系统以及采用解耦控制系统的性能，学生能够直观理解解耦控制在处理复杂系统中的优势，比如提高控制精度、改善稳定性等。整个过程不仅锻炼了理论知识的应用能力，也培养了混合仿真技术的实际操作技巧。 这篇文档围绕解耦控制算法展开，涵盖了系统建模、解耦网络设计、仿真分析和实际控制策略等多个关键步骤，对于深入理解多变量系统控制理论和实践具有重要的教学价值。