控制系统设计MATLAB仿真指南

《控制系统设计指南》 这本书中的仿真使用visual modeIQ做的。

在此对8A实验用matlab复原一下。如下图1所示。

图1   理想电感电流负反馈控制

在8A实验中，控制对象是个积分器，本实验仿真用电感电流表示积分器，因为，电感电流等于其两端电压的积分除以L,1/L就是控制对象自身的增益G.

8A实验中用二阶低通滤波器代替功率变换器，这里我用真实的igbt全桥作为功率变换器。

图1首先仅仅通过负反馈，和PID调节器来实现电流闭环控制。波形如图2所示。

图2 纯负反馈PID控制波形图

图2中，黄色是指令波形，蓝色是电感电流，下面黄色是电感两端电压波形。

可以看到电流波形拐角处，并没有很好的跟踪指令波形。下面将基于控制对象的前馈环节加入前馈，进行仿真，如图3所示。

                                          图3 增加基于控制对象的前馈控制

图3的波形如图4所示。

图4  图3的仿真波形

图4和图2对比，可以看出，图4上图的蓝色电流波形在拐角处很好的跟踪了指令。

将图2和图4拐角放大，如图5所示。

图5   拐角处跟踪情况对比

所以前馈确实能极大程度的增加电流环带宽，增加电流环的动态响应能力。

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