第六章 控制系统的校正(1)

1、1第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理第六章 控制系统的校正o 6-1 系统设计指标和校正方式o 6-2 常用的校正装置o 6-3 串联校正o 6-4 按希望特性进行串联校正o 6-5 反馈校正2第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理控制系统不可变部分执行机构功率放大器检测装置可变部分放大器、校正装置迫使系统满足给定的性能(设计系统)3第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理调整增益相角裕量增加稳态误差增加大多数情况下，只调整增益不能使系统的性能得到充分地改变，以满足给定的性能指标。L()()00-1801=0

2、G(s)G(s)/Kc1c为什么进行校正为什么进行校正4第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理控制系统的设计： 根据被控对象及其控制要求，选择适当的控制器及控制规律设计一个满足给定性能指标的控制系统。校正(补偿)： 通过改变系统结构，或在系统中增加附加装附加装置或元件置或元件对已有的系统进行再设计使之满足性能要求。控制系统的设计本质上是寻找合适的校正装置(校正装置)控制系统的要求： 稳定性好，响应速度和稳态误差满足设计要求，能有效抑制外界干扰的影响5第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理系统设计的动态性能指标主要是快速性和稳定性快速性和稳

3、定性，静态性能指标为稳态误差系数稳态误差系数。在时域中用主导极点的振荡频率振荡频率和阻阻尼比尼比来描述。6-1 6-1 校正设计指标和方式校正设计指标和方式2arccos1rdnt21pdnt21%100%e3.5,5%snt 6第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理组合超调量和峰值时间组合超调量和峰值时间(或上升时间或上升时间)的要求的要求组合超调量和调节时间的要求组合超调量和调节时间的要求组合超调量、上升时间和调节时间的要求？组合超调量、上升时间和调节时间的要求？7第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理低频段 稳态性能 足够高的增益和

4、期望的斜率中频段 动态性能 占据一定的频宽，以-20db/dec 斜率穿越横轴，幅值穿越频率和 稳定裕度满足要求高频段 抗干扰 快速的幅值衰减特性8第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理串联校正装置的输入和输出都是幅度比较低的电信号，无需进行信号转换前馈校正主要用来改善系统对参考输入的响应特性，提高控制精度，协调动静态特性之间的矛盾扰动补偿用来降低扰动对系统输出的影响反馈校正主要是用于系统的局部环节上，用来改变局部环节的特性9第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理10第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理11(

5、 )11csTsTG sTssT11第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理12第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理111( )11csTsTG sTssT13第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理14第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理1221(1)(1)( )(1)(1)cTsT sG sTTss15第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理有源校正装置及特性16第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理17第六章第六章 控制系统

6、的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理18第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理19第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理20第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理6-3 串联校正比例调节器结束动态特性静态特性YYN滞后校正N超前校正静态特性Y滞后超前校正N闭环主导极点位于希望的位置或区域；相角裕度、幅值裕度和幅值穿越频率能够同时满足设计要求；给系统加入阶跃输入指令，观察闭环系统的响应情况21第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理22第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自

7、动控制原理自动控制原理23第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理24第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理1( )1cTsG sTs25第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理26第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理27第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理28第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理29第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理30第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理31第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理从上述两例容易看出，滞后校正前后系统的中频段和高频段幅频特性是平行的，相频特性基本重合，滞后校正装置的作用只是用来改变系统低频段频率特性的形状。32第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理33第六章第六章 控制系统的校正控制系统的校正自动控制原理自动控制原理34第六章第六章 控制系统的校正控制系