机械工程控制基础系统的性能指标与校正.ppt_第1页
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文档简介

本章主要内容,第六章 系统的性能指标与校正,6.1 系统的性能指标,6.2 系统的校正,6.3 串联校正,6.4 PID校正,6.5 反馈校正,6.6 顺馈校正,6.1系统的性能指标,6.2系统的校正,校正（或称补偿）：就是指在系统中增加新的环节，以改善 系统的性能的方法。,示例分析：,校正的分类：,根据校正环节在系统中的联接方式划分，有串联校正、反馈校正和顺馈校正； 根据校正装置的构成元件划分，有无源校正和有源校正； 根据校正环节的特性划分，有超前校正和滞后校正以及滞后超前校正。,1）串联校正：,校正装置与前项通道串联。,串联校正是应用最广泛的校正方法，它设计简单，易于实现。串联校正装置常置于系统前向通道的能量较低的部位，以减少功率损耗。,2）反馈校正（并联校正）：,分为：位置反馈校正,和速度反馈校正。,校正装置与系统按反馈方式连接。,反馈校正的信号是从高功率点转向低功率点，常采用无源校正装置。当必须改造未校正系统某一部分特性方能满足性能指标要求时，应采用反馈校正。,3）顺馈校正：,有输入/扰动直接校正系统。,6.3 串联校正,相位超前校正是利用校正环节的相位超前补偿原系统的相位滞后，以增大校正后系统的相位裕度，也使得系统剪切频率增大，提高了系统的快速性。,一、相位超前校正,串联校正又分,增益调整 相位超前校正 相位滞后校正 相位滞后超前校正,相位超前校正示例：,稳定，相位裕度不够 稳定，相位裕度足够,不稳定 稳定,相位超前校正设计举例,性能要求： (1)单位斜坡输入时，ess=0.05 (2)相位裕度50 (3)幅值裕度Kg10dB,解：经过相位超前校正后，系统的方框图如下：,1.,原系统GK(s)=,原系统的开环Bode图,校正后系统的开环Bode图（红线所示）,二、相位滞后校正,(dB),-90,0,0,相位滞后环节的Bode图,校正前后系统的开环Bode图对比：,校正前： 增益幅度=-8dB 相位裕度=-20 系统不稳定,校正后： 增益幅度=11dB 相位裕度=40 系统稳定,三、相位滞后超前校正,6.4 PID校正,一、PD调节器,方框图,Bode图,二、PI调节器,方框图,Bode图,三、PID调节器,方框图,Bode图,6.5 反馈校正,反馈校正可以改善系统性能，还可减少内扰的影响。,例6-6,1）系统a中,2）系统b中,系统最大超调量降低。,例6-7,局部传递函数,6.6 顺馈校正,顺馈校正不改变系统的稳定性，但能降低系统的误差。,例6-8,校正前,校正后,若,则 X0=Xi,消除偏差和误差，并保持传递函数分母不变。,顺馈校正,例6-9,某系统控制方框图如图（a）,现设计校正环节G(s)进行校正（如图b），试问G(s)取多少时，可消除干扰N(s)对输出结果的影响？,若,，则可消除干扰N(s)对输出结果的影响。,若 Xi=0,系统方框图可简化为图(c),继续简化为图(d),可见，,小结：,作业：,本章讲述了系统的性能指标以及校正的几种类型，重
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