MATLAB实现控制系统的滞后超前校正设计详解
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更新于2024-06-23
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本篇学位论文主要探讨了如何利用MATLAB软件在计算机控制技术领域进行控制系统中的滞后-超前校正设计。作者程万里,专业为自动化,班级为B110411,通过电气工程与自动化系的研究,深入解析了滞后-超前校正设计的目的、原理及其具体实施步骤。
首先,设计目的明确指出是通过校正元部件改善系统性能,使其满足预设的控制指标。校正策略涉及串联校正、并联校正、反馈校正和前馈校正等多种方法。设计过程分为三个阶段:
1. 校正前系统分析:首先,作者使用MATLAB绘制校正前系统的伯德图,以直观了解系统的频率响应特性。接着,通过MATLAB计算系统的幅值裕度和相位裕量,评估其稳定性。此外,根轨迹分析也被用来进一步理解系统动态行为。通过对校正前系统的仿真,验证理论分析的准确性。
2. 滞后-超前校正参数确定:关键步骤包括选择校正后的截止频率,这决定了校正作用的主要范围。然后,根据设计目标和系统特性,通过MATLAB计算出合适的校正参数,如滞后(τ)、超前(α)等。这些参数的选取对校正效果至关重要。
3. 校正后系统验证:通过MATLAB再次计算校正后系统的幅值裕度和相位裕量,确保校正后的系统稳定性和性能提升。绘制校正后系统的伯德图和根轨迹图,对比前后变化,展示校正效果。最后,进行仿真分析,对比校正前后的系统性能,验证设计的有效性。
同时,论文还介绍了前馈控制原理,这是一种补充反馈控制的策略,旨在提前抵消干扰或预测未来的扰动。通过控制对象的介绍和仿真,论文展示了前馈控制如何结合滞后-超前校正,提高整个系统的抗干扰能力。
总结起来,本文通过MATLAB工具深入探讨了滞后-超前校正设计的实际应用,展示了从系统分析、参数选择到校正验证的完整流程,并结合前馈控制进行了优化。对于学习和研究计算机控制技术的读者,这篇论文提供了宝贵的实际操作经验和理论依据。
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