利用MATLAB基于频率法实现系统串联校正.pdf

本文所探讨的是如何利用MATLAB软件工具，基于频率法实现控制系统的串联校正，进而改善系统的动态性能。在自动控制原理中，控制系统可以分为被控对象和控制器两部分。为了满足控制系统的性能要求，往往需要对系统进行校正。校正通常是指引入一些附加的环节来修正系统，以确保系统全面达到性能指标。校正的方式多种多样，依据校正装置在系统中的位置，可以分为串联校正、并联校正、前置校正和补偿校正等。 在实际教学中，系统校正部分的内容往往因为需要大量的数值计算和波形绘图而变得复杂。传统的教学方法通常让学生进行复杂的数学推导，但这样很难让学生直观理解分析方法及其对应的物理含义。为此，作者引入了MATLAB这一计算机仿真技术，使得数值计算和波形绘制变得简单直观，从而帮助学生理解课程中的分析方法和实时处理结果。 基于频率法的串联校正是一种通过改变原系统的开环增益和加入适当的校正装置来调整开环传递函数的方法，使得开环系统的伯德图能够满足性能指标的要求。频率法的主要优势在于能够改善幅频特性、使截止频率前移以及增加幅值裕量，从而达到改善系统动态性能的效果。 文章详细介绍了基于频率法的串联校正中的两种主要方法：串联超前校正和串联滞后校正。串联超前校正的特点是能提供正的相移，有助于改善系统的相位裕量，而串联滞后校正则主要用于增加系统的幅度裕量。文中提到，通过MATLAB可以方便地实现这两种校正方法，并可以直观地观察校正前后系统性能的变化。 本文阐述了将MATLAB应用于自动控制原理课程中的系统校正部分的教学与实验，不仅能够简化计算过程，提高学生对系统校正概念的理解，还能通过计算机辅助分析方法激发学生的创新思维，同时为课程教学改革提供新的思路。通过MATLAB与系统校正的结合使用，学生可以更加专注于基本概念的分析、理解和应用，从而显著提升教学效果。