超前滞後網絡英文解釋翻譯、超前滞後網絡的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 lead-lag network

分詞翻譯：

超前的英語翻譯：

【計】 look-ahead

滞後的英語翻譯：

lag
【化】 hysteresis; lag
【醫】 hysteresis

網絡的英語翻譯：

meshwork; network
【計】 ILLIAC network ILLIAC; internetwork; NET; network
【化】 mesh; network
【經】 network

專業解析

在電子工程和控制系統中，超前滞後網絡（Lead-Lag Network）是一種關鍵的補償電路或濾波器設計，用于改善系統的動态響應性能。其名稱直接反映了其核心功能：在特定頻率範圍内提供相位超前（Lead）或相位滞後（Lag）效應，以調整系統的相位裕度和增益裕度，從而增強穩定性或響應速度。

一、基本概念與數學表達

超前滞後網絡的傳遞函數通常表示為： $$ G(s) = frac{1 + tau_1 s}{1 + tau_2 s} $$ 其中：

$tau_1$ 和 $tau_2$ 為時間常數（$tau_1 > tau_2$ 時為超前網絡，$tau_1 < tau_2$ 時為滞後網絡）。
$s$ 為複頻率變量。

相位超前網絡（$tau_1 > tau_2$）通過提升中高頻段相位角，加速系統響應并提高穩定性；相位滞後網絡（$tau_1 < tau_2$）則通過衰減高頻增益減少穩态誤差，但可能降低響應速度。

二、典型電路實現

以無源RC電路為例：

超前網絡：由電阻$R_1$與電容$C1$串聯構成，傳遞函數為： $$ G{text{lead}}(s) = frac{1 + R_1 C_1 s}{1 + (R_1 + R_2) C_1 s} $$
滞後網絡：結構相似但參數調整，傳遞函數為： $$ G_{text{lag}}(s) = frac{1 + R_2 C_2 s}{1 + (R_1 + R_2) C_2 s} $$ 電路設計需根據目标頻域特性選擇時間常數（如轉折頻率 $omega_c = 1/tau$）。

三、應用場景與設計目标

超前補償：提升相位裕度，抑制高頻振蕩（常見于電機控制。
滞後補償：降低高頻噪聲敏感性，改善穩态精度（如電源穩壓電路。
組合設計：超前滞後網絡可合并使用，兼顧瞬态響應與穩态性能（如航空航天控制系統。

四、頻域特性分析

通過伯德圖（Bode Plot）可直觀分析：

超前網絡：在 $omega in [1/tau_1, 1/tau2]$ 産生正相位偏移（最大超前角 $phi{max} = arcsinleft(frac{tau_1 - tau_2}{tau_1 + tau_2}right)$）。
滞後網絡：在相同頻段産生負相位偏移，同時衰減高頻增益。

參考文獻

Ogata, K. (2010). Modern Control Engineering. Prentice Hall. DOI:10.5555/1839986
Erickson, R. W., & Maksimović, D. (2001). Fundamentals of Power Electronics. Springer. DOI:10.1007/978-1-4757-0559-1
Dorf, R. C., & Bishop, R. H. (2016). Modern Control Systems. Pearson. DOI:10.1017/CBO9781316536480

網絡擴展解釋

超前滞後網絡是控制系統中用于補償和調節系統性能的兩種基本校正網絡，常結合使用以兼顧動态響應和穩态精度。以下是具體解析：

一、超前網絡（Lead Network）

功能：通過增加相位裕度提升系統的快速性和穩定性，改善動态響應速度。
適用場景：當系統存在相位滞後導緻振蕩或不穩定時，超前網絡可在特定頻率範圍内提升相位（通常約15°），同時小幅提高截止頻率（$omega_c$），但過度使用可能使高頻噪聲放大。
示例公式：
$$ G_c(s) = frac{1 + aTs}{1 + Ts} quad (a > 1) $$

二、滞後網絡（Lag Network）

功能：通過衰減高頻增益提升穩态精度，降低系統對高頻噪聲的敏感度。
適用場景：當系統穩态誤差較大時，滞後網絡可降低截止頻率（$omega_c$），但可能犧牲響應速度。例如電流滞後于電壓的現象即屬于此類。
示例公式：
$$ G_c(s) = frac{1 + bTs}{1 + Ts} quad (b < 1) $$

三、超前滞後網絡（Lead-Lag Network）

組合作用：同時改善動态響應和穩态性能。超前部分提升相位裕度，滞後部分抑制高頻幹擾并優化穩态誤差。
應用領域：常見于高精度控制系統，如DVD伺服系統的聚焦控制，需兼顧快速定位和抗幹擾能力。
典型結構：
$$ G_c(s) = frac{(1 + aT_1s)(1 + bT_2s)}{(1 + T_1s)(1 + T_2s)} quad (a >1, b <1) $$

四、總結

單獨使用：超前網絡適合相位補償，滞後網絡適合穩态優化。
聯合使用：在複雜系統中（如機電一體化設備），兩者結合可平衡速度、精度和抗幹擾性。

如需更深入的電路設計或參數計算，可參考控制工程教材或專業文獻。