自控1课件5.22补偿环节设计

1、第五Chapter 第五Chapter 根轨迹分Root概根轨迹的绘概根轨迹的绘制方广义根轨基于根轨迹的系统性能分基于根轨迹的系统补偿器设2系统性能分析从综合设计到补系统性能分析从综合设计到补为了提高系统性能而进行的系统校正(modifying)称为“补偿(compensation)”3系统性能分析从综合设计到补4系统性能分析从综合设计到补4补偿对系统性能分析附加极考虑一个具有复数主导极点和一个附加实数极点p3的系统，如图所示, K s )(s系统性能分析附加极考虑一个具有复数主导极点和一个附加实数极点p3的系统，如图所示, K s )(ss22()p nn3 2n3522A3 s(s2 22

2、 c( )ent si 12tAe 3 12t系统性能分析附加极当极点p3 向右侧移动, 幅值A3 增大，超调减少系统性能分析附加极当极点p3 向右侧移动, 幅值A3 增大，超调减少当p3接近但仍然在复数极点的左侧时, 时域上第一个峰值小于稳态值，622A3 s(s2 22 ttc( )1 enie 3 p 11G 2112G 21s01G 1s021G 21s011G 2112G 21s01G 1s021G 21s00系统性能分析附加极当p3位于复数极点在实轴的投影处响应是单调的例如, 没有超调系统性能分析附加极当p3位于复数极点在实轴的投影处响应是单调的例如, 没有超调. 代表着临界阻尼状

3、态, 复数极点则导致时域响应出现波纹(ripple)当p3位于复数极点的右侧, 则其为主导极点，系统响应特点为过阻尼822A3 s(s2 22 t3tc( )1 enie 3 p 系统性能分析附加极由于实数极点p作用的瞬态项,其中系统性能分析附加极由于实数极点p作用的瞬态项,其中1.51益K=14.4系统性能分析附加极p3由于第三个根p33为了同时满足K11.51益K=14.4, Kx=22（使得K1=1.528）1x Mp s e(t ss tp 1Mp p ts R (s j )(sj 系统性能分析控制器当动态系统不满足要求时, 需要设计一个反馈控制器_y设计控制器的第一步 是确定它的结构

4、。 简单而常用的有三种K(s)系统性能分析控制器当动态系统不满足要求时, 需要设计一个反馈控制器_y设计控制器的第一步 是确定它的结构。 简单而常用的有三种K(s)系统性能分析控制器前面已经介绍了见设计结构路增益中的积分器误差（参见介绍系统型别时的内容还有一个重要的控制器结构就是仅有原点处的零点: 微分控制K s 当零点的幅值小于极点的幅值时，为超前（lead）控制器否则,称为滞后（lag）控制器回系统性能分析控制器前面已经介绍了见设计结构路增益中的积分器误差（参见介绍系统型别时的内容还有一个重要的控制器结构就是仅有原点处的零点: 微分控制K s 当零点的幅值小于极点的幅值时，为超前（lead

5、）控制器否则,称为滞后（lag）控制器回系统性能分析控制器瞬态响稳态（对阶跃响应的误差加通常非增大阻通常非降低稳零稳态P ,I结合P系统性能分析控制器瞬态响稳态（对阶跃响应的误差加通常非增大阻通常非降低稳零稳态P ,I结合P结合PPID降低上升时间，加大阻通常非降低稳减小误系统性能分析控制器设计（示例例5-yer_11 s( 1系统性能分析控制器设计（示例例5-yer_11 s( 1K s s)试分析常见的一些控制器结构K(s)解比例控制(G(s) 系统性能分析控制器设计（示例1比例控制1()系统性能分析控制器设计（示例1比例控制1()稳态误差系统的根轨迹如图示。若2 ep lims)G(s)

6、 s0 K s G s 系统性能分析控制器设计（示例2微分控制系统的根轨迹如图示。若系统性能分析控制器设计（示例2微分控制系统的根轨迹如图示。若 lims1s1s G s s0K(G s s 系统性能分析控制器设计（示例3积分控制系统性能分析控制器设计（示例3积分控制系统的根轨迹如图示。若注: ( ( )G s 系统性能分析控制器设计（示例4) 比例积分控制系统的根轨迹如图示。若系统性能分析控制器设计（示例4) 比例积分控制系统的根轨迹如图示。若注：稳态误差为零KK sK(s )ss 系统性能分析控制器设计（示例4) 比例积分控制系统的根轨迹如图示。若系统性能分析控制器设计（示例4) 比例积分

7、控制系统的根轨迹如图示。若注: 闭环系统临界稳定K K sK(s )s s s2 系统性能分析控制器设计（示例比例微分控制系统的根轨迹如图示。若系统性能分析控制器设计（示例比例微分控制系统的根轨迹如图示。若 lims11s(KsG s s 系统性能分析控制器设计（示例6) 比例微分积分控制)系统性能分析控制器设计（示例6) 比例微分积分控制)系统的根轨迹如图示。若12 ep lims1ss s )K(s)G s 系统性能分析控制器设计（示例7) 系统性能分析控制器设计（示例7) 系统的根轨迹如图示。若 lims11ss s 2)s2 K(s )ss 系统性能分析控制器设计（示例8) 系统的根轨迹如图示。若系统性能分析控制器设计（示例8) 系统的根轨迹如图示。若K不同, 注: 闭环系统仅当Ks10 K s ss 系统性能分析控制器设计（示例9) 系