matlab校正环节,基于MATLAB的控制系统校正环节优化设计
基于 的控制系统校正环节优化设计 广东省江 门市五 邑大学 甘俊英 何国辉 【摘要 】 术 文 结 合 优化设 计 方 法 中的 共耗梯度 法 , 借助 于 软件 , 提 出 了一 种 控 制 表统校 正环 节优化设计 的 新方 法 。 该 方 法幸 用 了 软件 中的 符 号数 学工具 箱 , 控 制 来统 工具 箱 和 优化设 计工 具 箱 , 通 过 编 程 , 将 这 三 个 工具 箱揉 和 成一 个 整体 , 使 得设 计方法 简单 而 又 速 度快 , 大 大提 高 了编程 效 率 。 这 村 于 控 制 来统 的 工 程 设 计 和 搜 制 未统 校正 的 优化设 计 皆为一 种有效 的方法 。 【关键词 】 控制系统 优化设计 校正环节 软件 计算机辅助分析 一 、 引 言 了编程效率 。 控制 系统在设计过 程 中 , 往 往 要 加 入 校 正 环 节才能满 足要求 。 所谓校正 , 就是给 系统附加一 些 具有某种典 型 环 节特性 的 电网 络 、 模拟运 算 部件以 及 测 量 装置 等 , 靠这 些 环 节的 配置 来有效地 改 善整个 系统 的控制性能 , 以达到要求的指标 。 校正环 一节参数的选择正确与否 , 对系统性能 的影 响非常大 。 因此 , 进行控制系统校正 参数的最优化设 汁就显得很重要 。 所谓最优化问题 , 就是寻 找一 个最 优控制方案或最 优控 制规律 , 使所研 究的对象 〔或 系统 能 最优地达到 预期 目标 。 控 制 系统最优化 问题 一般可分 为静态最 优 化 参数 最 优 化 题 和 动 态 最 优 化 最 优控 制 问题 。 而所谓 优化设计 , 就是根据给 定 的设计要求和 现 有的工 程 技 术条件 应用专 , 理 论 和优 化方法 , 通过 计算机 吠满 足给 定设 计要 求 的 许多可 行方 案 中 , 按照 规定的性能 指 标 目标函 数 自动选 出最优的设 计方 案 。 本文 结 合优 化设 计方法 中的 共辘 梯度 法 , 借助于 软件 , 提出 了一种控制系统校正环节优化设计的新方法 。 软件是 一种功能庞大 、 包罗万象的 科学计算软件环境 , 集矩阵计算、 数值分析 、 信号处理 、 数值统计分析 、 图象显示等多功能于 一体 。 的一大特点是有一系列称之为工具箱的应用软件 。 工具箱实际上是 一 个 庞 大 的 函 数 库 该 方 法 利 用 了 ‘ 软件中的符 号数学工 具箱 、 控制系统工具箱和优化设计工具箱 。 符号数学工具箱完成带有符号变量的数学运算 , 这些数学运算包括积分 、 定积分 、 微分 、 正 反拉氏变换等等 。 目前能完成符号数学运算的软件很少 , 这正是一 软件的独到之处 。 控制系统工具箱完成系统的建模 、 时域及频域的设计与分析 。 优化设计工具箱完成有约束或无约束、 多变量或单变量参数的最优化 。 本文将这三 个工具箱揉和成一个整体 , 避免 了常规优化设计方法步步编程的烦琐 , 使得设计 方法 简单而 又 速度快 , 大大提高 · 计算机辅 助设 计 · 二 、 控制系统校正环节优化设 计的方法 控制系统优化设计方法一般 归属于 无约束多变量函数的最优化方法 。 无约束多变量函数的最优化 方法包括变量轮换法 、 单纯形法 、 最速下降法 、 牛顿法和 共扼梯度法 。 共扼梯度法是求解无约束最优化问题的一种有效的最优化方法川 。 其基本思想是 , 把共扼性与最速下降法结合起来 , 利用 已知点处的梯度构成一组共扼方向 , 并沿这
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