第六章 控制系統(tǒng)的校正(1)

1、1第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理第六章 控制系統(tǒng)的校正o 6-1 系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)和校正方式o 6-2 常用的校正裝置o 6-3 串聯(lián)校正o 6-4 按希望特性進行串聯(lián)校正o 6-5 反饋校正2第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理控制系統(tǒng)不可變部分執(zhí)行機構(gòu)功率放大器檢測裝置可變部分放大器、校正裝置迫使系統(tǒng)滿足給定的性能(設(shè)計系統(tǒng))3第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理調(diào)整增益相角裕量增加穩(wěn)態(tài)誤差增加大多數(shù)情況下，只調(diào)整增益不能使系統(tǒng)的性能得到充分地改變，以滿足給定的性能指標(biāo)。L()()00-1801=0

2、G(s)G(s)/Kc1c為什么進行校正為什么進行校正4第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理控制系統(tǒng)的設(shè)計： 根據(jù)被控對象及其控制要求，選擇適當(dāng)?shù)目刂破骷翱刂埔?guī)律設(shè)計一個滿足給定性能指標(biāo)的控制系統(tǒng)。校正(補償)： 通過改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，或在系統(tǒng)中增加附加裝附加裝置或元件置或元件對已有的系統(tǒng)進行再設(shè)計使之滿足性能要求。控制系統(tǒng)的設(shè)計本質(zhì)上是尋找合適的校正裝置(校正裝置)控制系統(tǒng)的要求： 穩(wěn)定性好，響應(yīng)速度和穩(wěn)態(tài)誤差滿足設(shè)計要求，能有效抑制外界干擾的影響5第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理系統(tǒng)設(shè)計的動態(tài)性能指標(biāo)主要是快速性和穩(wěn)定性快速性和穩(wěn)

3、定性，靜態(tài)性能指標(biāo)為穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)。在時域中用主導(dǎo)極點的振蕩頻率振蕩頻率和阻阻尼比尼比來描述。6-1 6-1 校正設(shè)計指標(biāo)和方式校正設(shè)計指標(biāo)和方式2arccos1rdnt21pdnt21%100%e3.5,5%snt 6第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理組合超調(diào)量和峰值時間組合超調(diào)量和峰值時間(或上升時間或上升時間)的要求的要求組合超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間的要求組合超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間的要求組合超調(diào)量、上升時間和調(diào)節(jié)時間的要求？組合超調(diào)量、上升時間和調(diào)節(jié)時間的要求？7第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理低頻段 穩(wěn)態(tài)性能 足夠高的增益和

4、期望的斜率中頻段 動態(tài)性能 占據(jù)一定的頻寬，以-20db/dec 斜率穿越橫軸，幅值穿越頻率和 穩(wěn)定裕度滿足要求高頻段 抗干擾 快速的幅值衰減特性8第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理串聯(lián)校正裝置的輸入和輸出都是幅度比較低的電信號，無需進行信號轉(zhuǎn)換前饋校正主要用來改善系統(tǒng)對參考輸入的響應(yīng)特性，提高控制精度，協(xié)調(diào)動靜態(tài)特性之間的矛盾擾動補償用來降低擾動對系統(tǒng)輸出的影響反饋校正主要是用于系統(tǒng)的局部環(huán)節(jié)上，用來改變局部環(huán)節(jié)的特性9第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理10第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理11(

5、 )11csTsTG sTssT11第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理12第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理111( )11csTsTG sTssT13第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理14第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理1221(1)(1)( )(1)(1)cTsT sG sTTss15第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理有源校正裝置及特性16第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理17第六章第六章 控制系統(tǒng)

6、的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理18第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理19第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理20第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理6-3 串聯(lián)校正比例調(diào)節(jié)器結(jié)束動態(tài)特性靜態(tài)特性YYN滯后校正N超前校正靜態(tài)特性Y滯后超前校正N閉環(huán)主導(dǎo)極點位于希望的位置或區(qū)域；相角裕度、幅值裕度和幅值穿越頻率能夠同時滿足設(shè)計要求；給系統(tǒng)加入階躍輸入指令，觀察閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)情況21第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理22第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自

7、動控制原理自動控制原理23第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理24第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理1( )1cTsG sTs25第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理26第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理27第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理28第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理29第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理30第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理31第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理從上述兩例容易看出，滯后校正前后系統(tǒng)的中頻段和高頻段幅頻特性是平行的，相頻特性基本重合，滯后校正裝置的作用只是用來改變系統(tǒng)低頻段頻率特性的形狀。32第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理33第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正自動控制原理自動控制原理34第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正控制系