基于MATLAB的相位超前校正系统实现.pdf

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1、第７期总第２５３期农业科技与装备Ｎｏ.７ＴｏｔａｌＮｏ．２５３２０１５年７月ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＪｕｌｙ.２０１５基于ＭＡＴＬＡＢ的相位超前校正系统实现１２丁伟玲，孙立军（１．潍坊五洲浩特电气有限公司，山东潍坊２６０１０６１；２．山东经贸职业学院，山东潍坊２６１０１１）摘要：基于ＭＡＴＬＡＢ实现相位超前校正系统的设计与仿真分析，给出利用频域分析进行系统校正的一般工作流程。采用实例演示典型设计方法给出通用程序，由ＭＡＴＬＡＢ绘制校正前后系统的Ｂｏｄｅ图及单位阶跃响应曲线，

2、对相位超前校正进行仿真与分析。关键词：相位超前；校正；Ｂｏｄｅ图；ＭＡＴＬＡＢ中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ文章编号：1674-1161（201５）０７-00４０-0４在三相智能电表的成品检测中，需要测试三相电#$压电流对称度、相位、基本误差和标准偏差等指标，若
kc测试结果超过相关国家标准，需要进行校正再设计。通过校正，可以提升系统的稳定性、准确性和快速性，Bodeh
γ?
同时还要兼顾实现性和经济性。在系统具备稳态性能Y而动态性能需要改善的情况下，相位超前校正能够提N高系统的幅值穿越

3、频率和截止频率，加大系统带宽，f=?γ１－-?γ０
+e提升系统的快速性。同时，相位补偿可能加大相角裕１＋ｓｉｎ1sinφｍ
量，增强系统的相对稳定性。利用ＭＡＴＬＡＢ软件可直α＝１＋ｓｉｎ1sinφｍ
观方便地对相位超前校正进行仿真与分析。由10－１０ｌｇlgα＝２０ｌｇ20lg｜ＧG０（
ω(ｍ）
｜)，得ωｍ
１相位超前校正αＴｓ＋１cωｃ＝ωｍm设校正环节的传递函数为Ｇｃ（ｓ）＝，当α＞Ｔｓ＋１１1１时，微分作用明显，而微分环节具有相位超前性质，ＴT＝ωｃ姨α故称为相位超前校正。

4、αＴｓT＋１s1ｊαＴω＋１GcＧＣ（(sｓ）)＝从其频率特性也可以看出，由于Ｇｃ（ｊω）＝ＴｓTs＋１1ｊＴω＋１１＋（αＴω）２G1(Ｇs１)（ｓ）＝GcＧＣ（(ｓs）*)Ｇ*０G（ｓ）0(s)＝２＜（ａｒｃｔａｎαＴω－ａｒｃｔａｎＴω），则相角φｃ＝姨１＋（Ｔω）N１ａｒｃｔａｎαＴω－ａｒｃｔａｎＴω＝ａｒｃｔａｎＴω（α－１）＞０，在２２１＋αＴ＋ωY相位上体现出超前性质。 !"校正设计的关键工作，就是确定α，Ｔ两个参量，基本工作流程见图１。ε为考虑校正后幅值穿越频率增大、相

5、位裕量减图１相位超前校正流程图少而在φ值上所加的附加值，一般取５°～１０°。另外，Ｆｉｇｕｒｅ１Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｐｈａｓｅｌｅａｄｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ１１由于校正环节最大相位超前点发生在与两个１αＴＴ系统的幅值穿越频率ωｃ，由此Ｔ＝。ωｃ姨α频率的几何中性点上，而该点对应的频率即为校正后可以看出，基于传统方法的相位超前校正，计算量大，需要从Ｂｏｄｅ图中获取足够信息，难以保证作图收稿日期：２０１５－０７－０２的精确性，费时费力且结果难以令人满意。而借助作者简介：丁伟玲（１９８１—），女，助理工程师，从事智能电表成ＭＡＴＬＡＢ可使

6、上述难题迎刃而解，若校正参数设置测、质量控制、控制理论与控制工程方面的研究工作。２０１５年第７期丁伟玲等：基于ＭＡＴＬＡＢ的相位超前校正系统实现４１不合适，只需在程序中修改，无需额外设计。稳定判据可知，欲使该系统稳定，需满足０．１０１×１＞２ＭＡＴＬＡＢ简介０．０００１ｋｃ且ｋｃ＞０，可得：ＭＡＴＬＡＢ即ＭＡＴｒｉｘＬＡＢｏｒａｔｏｒｙ，是矩阵实验室０﹤ｋｃ﹤１０１０（１）的英文缩写，是当今世界三大数学软件之一（其他两此外，静态速度误差系数ｋｖ＝ｋｃ，则静态速度误种是Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ和Ｍａｐｌｅ），为美国ＭａｔｈＷｏｒｋｓ公司

7、差ｅｓｓ＝ｖ０＝１≤０．００１，可得：ｋｖｋｃ的成名之作。其友好柔性的编程环境、简单易用的程ｋｃ≥１０００（２）序语言、强大完备的科学计算、快捷方便的图形处理、由（１）和（２）可得：当１０００≤ｋｃ﹤１０１０时，应用广泛的工具集合、实用宽广的程序接口等在实战满足系统要求，取ｋｃ＝１０００，则Ｇ０（ｓ）＝中受到业界广泛好评，不但在科学计算领域无出其１０００右，而且得益于非线性动态系统建模仿真等诸多强大。ｓ（０．ｓ＋１）（０．００１ｓ＋１）功能，使其在自动控制仿真、信号图像处理、金融建模系统的频率特性未必满足要求，可用如下ＭＡＴ鄄设计等

8、领域大受欢迎。其最新版本ＭＡＴＬＡＢ２０１５ａＬＡＢ语句得出原系统的幅值裕量与相角裕量：于２０１５年３月５日正式发布，升级了大数据增强功Ｃｌｅａｒ；能、新的硬件支持以及多种自定义工具箱的集成文Ｇ０＝ｔｆ（１０００，［０．０００１，０．