基于MC算法的控制系統的校正

劉豪 涂尹超 譚鑫 重慶三峽學院電子與信息工程學院 楊雨倩 重慶三峽學院數學與統計學院重慶萬州區

基于MC算法的控制系統的校正

劉豪 涂尹超 譚鑫 重慶三峽學院電子與信息工程學院 楊雨倩 重慶三峽學院數學與統計學院重慶萬州區

在控制系統中，相角裕度和幅值裕度通常達不到預期標準，因此，需要對其進行一定的校正，而串聯超前校正是我們常用的校正方法之一；我們通常是隨機選擇一個角頻率ωc進行校正，若校正后的相角裕度和幅值裕度達不到要求，則需要重新選擇一個角頻率ωc進行計算，這便導致反復進行多次計算，而且所選的剪切頻率ωc也不一定是最優解，更不能知道所選的最大范圍；為了簡化計算步驟，在此引入了基于MC算法的控制系統的校正，通過產生隨機替代上述繁瑣過程，并根據評價函數找出最優值，對控制系統的校正有一定參考價值。

1 引言

控制系統的校正是調節控制系統的典型環節，為了使系統滿足一定的相角裕度和幅值裕度要求，因此引用了校正環節以控制系統的各項指標。從而實現對控制系統的準確調節，更好的對系統進行控制，從而提高了系統調節的精度。

2 基于MC算法的控制系統的校正

本文主要講述如何用MC算法進行控制系統的校正過程，具體過程如下：

①首先，確定系統傳遞函數的各參數；

②其次畫出波特圖，根據波特圖求解出各個參數：相角裕度和剪切頻率；

③利用MC算法，解出合適的剪切頻率ωc。

MC算法的控制系統的校正的特點：

基于MC算法的控制系統的校正，會產生相對合適的、最優的ωc，從而達到優化的目的，此過程中不需要太多的對ωc進行選擇，通過MC算法，可以產生最優解，使所選擇ωc以后的角頻率都符合要求，從而使選擇范圍得以擴大。

3 算例與仿真

設某個負反饋系統的開環傳遞函數為：

要求滿足下列性能指標：相角裕度γ°不低于40°。幅值裕度L（0）不低于145。動態調節過程的時間不超過1s。

接而求出校正環節的參數a和T，得到校正環節的傳遞函數；最終得到校正過后的傳遞函數：

接著計算與目標相角的誤差，根據迭代尋優找出最優的ωm。

③通過比較串聯校正前后的波特圖，可以得出符合要求的各項指標，且校正過后的波特圖與相角裕度圖，與校正前的對比圖如下：

若不進行校正，對于階躍信號利用matlab軟件計算得出校正前系統的調節時間長達100多秒；而經校正后其調節時間大大縮短至小于0．1s，且誤差為0．168。

4 結語

從仿真結果可以看出，本文提出的在利用超前校正的基礎上，利用基于MC算法的控制系統的程序直接對校正裝置的參數進行尋優的辦法，可以有效的使校正后的系統滿足穩定裕度和動態性能指標的要求，并且操作過程簡單、計算量小，正確率高等特點，從而避免了利用傳統方法進行控制系統校正時經常遇到的問題，如：操作過程復雜、計算量大、正確率低等缺點，大大提高了工作效率。

本文的方法可以有效地簡化控制系統校正的過程，使控制系統校正的效率得以提高，為控制系統的設計以及研究提供了一種簡便的參考方法，此方法將有利于控制系統的校正，將促進各種控制系統的校正。