几种新型滞后--超前补偿器的设计与应用

摘要

在控制系统中,相位滞后校正可以缓解稳态精度与振荡性之间的矛盾,但同时也会使频带变窄;超前校正则可以增加频宽、提高系统的快速性、加大稳定裕度以及改善系统的振荡情况。因此,要全面提高系统的品质,使快速性、稳态精度和震荡性均有所改善,常常采用滞后-超前补偿器。传统的滞后-超前补偿器由一对实零点和一对实极点组成,校正效果有时并不十分理想。本文设计的双重滞后-超前补偿器、复合滞后-超前补偿器及组合滞后-超前补偿器,在一定的应用范围内,较传统的补偿器在增加系统稳定裕度、提高系统稳定性及稳态精度等方面有着较为明显的优势。
　　 在论文第二章,我们首先设计了一种由两对实零点和两对实极点组成的双重滞后一超前补偿器,随后在双重滞后一超前补偿器的基础上又设计了一种由两对共轭零点和两对共轭极点组成的复合滞后一超前补偿器,并同时给出了这两种补偿器及传统滞后-超前补偿器零极点之间的关系。通过控制理论中零、极点图,BODE图的论证以及MATLAB仿真试验论证均表明这两种补偿器较传统的补偿器在提高系统稳定性,增强系统抗干扰能力等方面有着各自的优势,后者还可以为模型设计提供更高的自由度。
　　 在论文第三章,设计了一种由一个实零点、一个实极点、一对共扼零点和一对共扼极点组成的组合滞后一超前补偿器。同样,理论论证和仿真实验均表明,这种组合滞后-超前补偿器较传统的滞后-超前补偿器,不但提高了模型设计的自由度,而且在提高系统快速性和稳态精度,增强系统稳定性方面有着较为明显的优势。

目录

文摘

英文文摘

1 引言

1.1 背景

1.2 设计思想

2 双重滞后-超前补偿器及复合滞后-超前补偿器的研究与应用

2.1 模型设计

2.2 关于补偿器零极点关系的研究

2.3 模型性能及参数的研究

2.3.1 0.7≤ζ2＜ζ1

2.3.2 0.7≤ζ1＜ζ2

2.4 实例应用分析

2.4.1 补偿器(2.1)、(2.2)、(2.3)的应用比较

2.4.2 ζ1=0.8,ζ2=0.7时对应的补偿器(2.3)与ζ1=1,ζ2=0.7时对应的补偿器(2.3)之间的比较

2.5 结论

3 组合滞后-超前补偿器的设计与应用

3.1 模型设计

3.2 关于组合滞后-超前补偿器零极点图的研究

3.3 模型性能及参数分析

3.4 实例应用分析

3.4.1 传统的滞后-超前补偿器与组合滞后-超前补偿器之间的比较

3.4.2 ζ=0.7,0.8,0.9时对应的补偿器(3.4)之间的比较

3.5 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间完成的学术论文