chap_6控制系統(tǒng)的校正(20131202)

1、第第6 6章章 控制系統(tǒng)的校正控制系統(tǒng)的校正6-1 6-1 引言引言6-2 6-2 串聯(lián)超前校正串聯(lián)超前校正6-3 6-3 串聯(lián)滯后校正串聯(lián)滯后校正6-4 6-4 滯后超前校正和滯后超前校正和PIDPID校正校正6-5 6-5 反饋校正反饋校正6-6 6-6 復合校正復合校正6-1 6-1 引言引言1 1、系統(tǒng)校正、系統(tǒng)校正被控對象確定后，根據(jù)要求的被控對象確定后，根據(jù)要求的控制目標，控制目標，對對控制器進行設計的過程叫作系統(tǒng)校正?？刂破鬟M行設計的過程叫作系統(tǒng)校正。RYcG對象4 4、用什么校正？、用什么校正？ 校正裝置校正裝置為了改善系統(tǒng)性能，引入的為了改善系統(tǒng)性能，引入的附加裝置叫作校正裝

2、置，也叫補償器；附加裝置叫作校正裝置，也叫補償器； 校正裝置可以是電氣的、機械的、氣動的、校正裝置可以是電氣的、機械的、氣動的、液壓的或其他形式的元件組成；液壓的或其他形式的元件組成； 電氣的校正裝置分為有源的和無源的兩種，電氣的校正裝置分為有源的和無源的兩種，應用無源的校正裝置時，要考慮負載效應。應用無源的校正裝置時，要考慮負載效應。3 3、為什么校正？、為什么校正？ 閉環(huán)系統(tǒng)有自動控制功能，在一定范圍內(nèi)可閉環(huán)系統(tǒng)有自動控制功能，在一定范圍內(nèi)可以通過調(diào)節(jié)增益改變系統(tǒng)性能，但有時不能以通過調(diào)節(jié)增益改變系統(tǒng)性能，但有時不能滿足要求滿足要求, ,需要加一些環(huán)節(jié)來改善系統(tǒng)性能。需要加一些環(huán)節(jié)來改善系

3、統(tǒng)性能。5 5、一般有哪些校正方法？、一般有哪些校正方法？串聯(lián)校正串聯(lián)校正RY)(csG sG0 sH反饋校正反饋校正按擾動前饋補償?shù)膹秃峡刂瓢磾_動前饋補償?shù)膹秃峡刂?R s Y s E so( )G s R s Y s E sn( )G s N so( )G sr( )G sc( )G sc( )G s按參考輸入前饋補償?shù)膹秃峡刂?2 2、控制目標、控制目標性能指標性能指標6 6、方案選擇、方案選擇 技術性能、經(jīng)濟指標、可靠性等方面進技術性能、經(jīng)濟指標、可靠性等方面進行全面比較，權衡利弊，確定方案。行全面比較，權衡利弊，確定方案。 提出合適的性能指標，選擇測量元件、提出合適的性能指標，選擇測

4、量元件、執(zhí)行元件、放大器等。執(zhí)行元件、放大器等。 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性與系統(tǒng)性能指標密切相關，系統(tǒng)開環(huán)頻率特性與系統(tǒng)性能指標密切相關，一般可以將校正問題歸納為三類：一般可以將校正問題歸納為三類：1 1、如果系統(tǒng)穩(wěn)定且有較滿意的暫態(tài)響應，但穩(wěn)態(tài)、如果系統(tǒng)穩(wěn)定且有較滿意的暫態(tài)響應，但穩(wěn)態(tài) 誤差太大，這就必須增加低頻段的增益或抬高誤差太大，這就必須增加低頻段的增益或抬高 低頻段的斜率來減小穩(wěn)態(tài)誤差，同時保持中、低頻段的斜率來減小穩(wěn)態(tài)誤差，同時保持中、 高頻特性不變；高頻特性不變；2 2、如果系統(tǒng)穩(wěn)定且有較滿意的誤差，但其動態(tài)性、如果系統(tǒng)穩(wěn)定且有較滿意的誤差，但其動態(tài)性 能較差，則應改變系統(tǒng)的中頻段和高頻

5、段，以能較差，則應改變系統(tǒng)的中頻段和高頻段，以 改變系統(tǒng)的相位交界（截止）頻率和相角裕改變系統(tǒng)的相位交界（截止）頻率和相角裕 度；度；3 3、如果一個系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能均不能令人滿、如果一個系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能均不能令人滿 意，就必須增加低頻增益，并改變中頻段和高意，就必須增加低頻增益，并改變中頻段和高 頻段。頻段。對應上面三種情況的對應上面三種情況的BODEBODE圖：圖：c c）低中高頻段均改變）低中高頻段均改變 L b b）改變中頻段）改變中頻段 L a a）改變低頻段）改變低頻段 L 6-2 6-2 串聯(lián)超前校正串聯(lián)超前校正 無源超前校正網(wǎng)絡無源超前校正網(wǎng)絡 1R2RoEiEC其中其

6、中， 1212122,1R R CRRTRRR oci1 11EsTsGsE sTs cc11TsGsGsTs 1 1、超前校正網(wǎng)絡、超前校正網(wǎng)絡傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：加無源超前校正網(wǎng)絡的同時加一個放大器加無源超前校正網(wǎng)絡的同時加一個放大器 2 2、超前校正環(huán)節(jié)的頻率特性、超前校正環(huán)節(jié)的頻率特性 ,Llg20decdB20221T11T12m00lg10mm超前網(wǎng)絡超前網(wǎng)絡 bodebode圖圖對數(shù)頻率特性圖為對數(shù)頻率特性圖為 : :c221(j )acrtan1TG T m1Tm1arcsin1 m111lglglg2TT3 3、超前網(wǎng)絡的作用、超前網(wǎng)絡的作用 ,L02040108 .2314

7、2211221001000404020404320例例1 1：設單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)設單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：為： 要求系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)為要求系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)為 ，相，相角裕度角裕度 ，幅值裕度，幅值裕度 ，試，試確定該系統(tǒng)的校正裝置。確定該系統(tǒng)的校正裝置。解：解：按要求確定按要求確定K K值：值：( )(10.1 )kKGsss 1100sKv55dBKg10lg20100)1 . 01 (lim)(lim00KssKsssGKssv2040 9018000)(L)(1510畫出未校正系統(tǒng)畫出未校正系統(tǒng)BODEBODE圖圖相角裕度 15測量可得原系統(tǒng)的相角裕度測量可得

8、原系統(tǒng)的相角裕度 ，所以遠，所以遠遠小于要求值，說明在遠小于要求值，說明在 時系統(tǒng)會產(chǎn)生時系統(tǒng)會產(chǎn)生劇烈的振蕩，為此需要增加劇烈的振蕩，為此需要增加 的超前角。的超前角。15 100K40注意：注意：超前校正環(huán)節(jié)不僅改變了超前校正環(huán)節(jié)不僅改變了BODEBODE圖的圖的相角曲線，而且改變了幅值曲線，使幅值相角曲線，而且改變了幅值曲線，使幅值穿越頻率提高，在新的幅值穿越頻率上，穿越頻率提高，在新的幅值穿越頻率上，原系統(tǒng)的滯后相角就會增大，這就要求超原系統(tǒng)的滯后相角就會增大，這就要求超前校正裝置產(chǎn)生的相角要相應的增大，為前校正裝置產(chǎn)生的相角要相應的增大，為此設計超前相角應增大到此設計超前相角應增大到

9、 = 40= 40度度+ +（5 510 ）度）度 ，取，取 =45=45度度。 =5.83, =5.83,取取6 6 。 , ,m =0.41/T, =0.41/T, 20lg20lgG Gc c( (m) ) =10lg =7.78,=10lg =7.78,原系統(tǒng)原系統(tǒng)BODEBODE圖中圖中-7.78-7.78對的頻率為對的頻率為55HZ,55HZ,所以所以m =55HZ=55HZ。m1Tm1Tm1Tm1T20409018000)(L)(151055cdB78. 7mm1arcsin1 m1arcsin1 ,L02040108 .2314210010004040204020 ,L0204

10、0108 .2314221001000404020404320 校正后系統(tǒng)的增益交界頻率為校正后系統(tǒng)的增益交界頻率為55HZ55HZ，相角裕量，相角裕量為為5858度，幅值裕量為無窮大。度，幅值裕量為無窮大。超前校正裝置對系統(tǒng)性能有如下影響：超前校正裝置對系統(tǒng)性能有如下影響：1 1、減少了開環(huán)頻率特性在幅值穿越頻率上的負、減少了開環(huán)頻率特性在幅值穿越頻率上的負斜率，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；斜率，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；2 2、減小了階躍響應的超調(diào)量；、減小了階躍響應的超調(diào)量；3 3、增加了開環(huán)頻率特性在幅值穿越頻率附近的、增加了開環(huán)頻率特性在幅值穿越頻率附近的正相角和相角裕度；正相角和相角裕度；4 4

11、、提高了系統(tǒng)的頻帶寬度；、提高了系統(tǒng)的頻帶寬度；5 5、不影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。、不影響系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。上述內(nèi)容可以歸納為：兩少，兩高，一不變。上述內(nèi)容可以歸納為：兩少，兩高，一不變。 (2) (2) 計算計算0 0(7)(7)驗算驗算(1) (1) 確定確定K K (5) (5) 計算計算m m (6)(6)確定確定T T(3) (3) 計算計算 設計步驟設計步驟 ：(4) (4) 確定確定 應用超前校正時注意：應用超前校正時注意：1 1、原系統(tǒng)穩(wěn)定；（否則需要的超前相角、原系統(tǒng)穩(wěn)定；（否則需要的超前相角大，噪聲對系統(tǒng)干擾嚴重，甚至可以導大，噪聲對系統(tǒng)干擾嚴重，甚至可以導致系統(tǒng)不穩(wěn)定）。致系統(tǒng)

12、不穩(wěn)定）。2 2、原系統(tǒng)在穿越頻率附近相角變化率大、原系統(tǒng)在穿越頻率附近相角變化率大的系統(tǒng)不適用該校正方法。的系統(tǒng)不適用該校正方法。1)1)超前校正原理：超前校正原理： 利用超前網(wǎng)絡的相角超前特性，使系統(tǒng)的開環(huán)截止利用超前網(wǎng)絡的相角超前特性，使系統(tǒng)的開環(huán)截止( (相位相位 交界交界) )頻率和相角裕度都得到提高，從而改善了閉環(huán)系統(tǒng)頻率和相角裕度都得到提高，從而改善了閉環(huán)系統(tǒng) 的快速性和穩(wěn)定性。的快速性和穩(wěn)定性。2 2）適用對象：）適用對象： 超前校正主要應用于原系統(tǒng)穩(wěn)定，穩(wěn)態(tài)性能已滿足要求而超前校正主要應用于原系統(tǒng)穩(wěn)定，穩(wěn)態(tài)性能已滿足要求而 動態(tài)性能較差的系統(tǒng)。動態(tài)性能較差的系統(tǒng)。3 3）缺點

13、：）缺點：降低了系統(tǒng)的抗干擾能力。降低了系統(tǒng)的抗干擾能力。 6-3 6-3 串聯(lián)滯后校正串聯(lián)滯后校正網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)為：網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)為： 無源滯后校正網(wǎng)絡無源滯后校正網(wǎng)絡 1R2RoEiEC滯后校正環(huán)節(jié)的滯后校正環(huán)節(jié)的BODEBODE圖如圖所示：圖如圖所示： ,Llg2021T1T1m0mm02 由由BODEBODE圖得系統(tǒng)的最大滯后相角：圖得系統(tǒng)的最大滯后相角： 在第一個轉折頻率后，對數(shù)特性的幅值和在第一個轉折頻率后，對數(shù)特性的幅值和相角都為負值，因此作為校正環(huán)節(jié)使用時相角都為負值，因此作為校正環(huán)節(jié)使用時不僅增大系統(tǒng)了的滯后相角，而且在一定不僅增大系統(tǒng)了的滯后相角，而且在一定頻率范圍中的也減

14、小了對數(shù)幅值。頻率范圍中的也減小了對數(shù)幅值。m1sin1aa例：例：設一單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為設一單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 要求相角裕度要求相角裕度 ，設計校正環(huán)節(jié)。，設計校正環(huán)節(jié)。 2500( )(25)G ss s 4525125cs 45 首先畫出首先畫出K=100K=100時的時的BODEBODE圖，由圖可知相圖，由圖可知相角裕度只有角裕度只有2525度，即度，即 。 采用滯后網(wǎng)絡進行校正目的是要增大相采用滯后網(wǎng)絡進行校正目的是要增大相角裕度。對于原系統(tǒng)角裕度。對于原系統(tǒng) ，這時相角裕，這時相角裕 度度 。20409018000)(L)(251045dB78. 72520Fr

15、equenc y (rad/s ec )Phase (deg); Magnitude (dB)B ode Diagram s-2 002 04 06 0Fro m: U(1 )1 0-11 001 011 02-1 8 0-1 6 0-1 4 0-1 2 0-1 0 0-8 0To: Y(1) 也就是說設法找到一個滯后網(wǎng)絡應把原系也就是說設法找到一個滯后網(wǎng)絡應把原系統(tǒng)在統(tǒng)在 上的幅值減小到上的幅值減小到0 0，并對此頻，并對此頻率附近的原系統(tǒng)的相角曲線產(chǎn)生不明顯的率附近的原系統(tǒng)的相角曲線產(chǎn)生不明顯的影響（只有這樣才能維持影響（只有這樣才能維持 ）。）。125s45 但是事實上，滯后網(wǎng)絡在新的幅

16、值穿越但是事實上，滯后網(wǎng)絡在新的幅值穿越頻率頻率 上要產(chǎn)生一個不大的負相角，故上要產(chǎn)生一個不大的負相角，故實際的實際的 可選的比可選的比 稍小一些，如稍小一些，如可以選擇可以選擇 。cc125s120s 可以測得可以測得 處的對數(shù)幅值為處的對數(shù)幅值為 ，故滯后網(wǎng)絡在頻率故滯后網(wǎng)絡在頻率 的對數(shù)值應該的對數(shù)值應該近似等于近似等于 ，這樣才能夠使校正后的，這樣才能夠使校正后的系統(tǒng)在此頻率上的對數(shù)幅值為系統(tǒng)在此頻率上的對數(shù)幅值為 。14dB0dB14dB120s120s校正前系統(tǒng)的校正前系統(tǒng)的bodebode圖圖1 . 0211 ,L432520401101001T1a T確定滯后校正確定滯后校正裝

17、置的參數(shù)裝置的參數(shù) c20lgLa 0.2a 1c1210秒aT 2.5T 10.512.5csGss =14dB1.021122 ,L43c 24.025252040204040110100校驗校驗滯后校正分析滯后校正分析利用滯后網(wǎng)絡對系統(tǒng)進行校正對其性能有如下影響：利用滯后網(wǎng)絡對系統(tǒng)進行校正對其性能有如下影響：1 1、利用低通濾波器來改變幅值曲線中低頻段的值，、利用低通濾波器來改變幅值曲線中低頻段的值，使幅值穿越頻率減小，而在穿越頻率附近保持相頻特使幅值穿越頻率減小，而在穿越頻率附近保持相頻特性不變；性不變；2 2、在保持系統(tǒng)原有穩(wěn)定裕量不變的情況下，可以通、在保持系統(tǒng)原有穩(wěn)定裕量不變的情

18、況下，可以通過增大系統(tǒng)的開環(huán)增益，使過增大系統(tǒng)的開環(huán)增益，使e essss減小；減?。? 3、在穿越頻率處系統(tǒng)、在穿越頻率處系統(tǒng)-20dB/dec-20dB/dec過過0dB0dB線，諧振峰值線，諧振峰值變小，穩(wěn)定性變好；變小，穩(wěn)定性變好；4 4、穿越頻率減小，系統(tǒng)頻帶寬度減小，系統(tǒng)上升時、穿越頻率減小，系統(tǒng)頻帶寬度減小，系統(tǒng)上升時間加長。間加長。采用相位滯后網(wǎng)絡校正系統(tǒng)的步驟為：采用相位滯后網(wǎng)絡校正系統(tǒng)的步驟為：1 1、由對穩(wěn)態(tài)誤差要求確定開環(huán)增益、由對穩(wěn)態(tài)誤差要求確定開環(huán)增益K K；2 2、畫出未校正系統(tǒng)、畫出未校正系統(tǒng)BODEBODE圖；圖；3 3、在未校正系統(tǒng)、在未校正系統(tǒng)BodeBo

19、de圖中確定與所要求的相角圖中確定與所要求的相角裕度對應的頻率；裕度對應的頻率；4 4、計算上述頻率對應的幅值，計算將其衰減到、計算上述頻率對應的幅值，計算將其衰減到0 0需要的需要的 。5 5、確定兩個轉折頻率：、確定兩個轉折頻率：ac() 2010L a c111101aTsG saaTTs適用對象：適用對象：（1 1）原系統(tǒng)動態(tài)性能已滿足要求）原系統(tǒng)動態(tài)性能已滿足要求, ,而穩(wěn)態(tài)性能較差；而穩(wěn)態(tài)性能較差；（2 2）原系統(tǒng)快速性要求不高，而系統(tǒng)具有較好的抗干）原系統(tǒng)快速性要求不高，而系統(tǒng)具有較好的抗干擾性。擾性。缺點：缺點：降低了系統(tǒng)的快速性降低了系統(tǒng)的快速性。6-4 6-4 滯后超前校正

20、與滯后超前校正與PIDPID校正校正 超前校正可以使系統(tǒng)的上升時間和超調(diào)超前校正可以使系統(tǒng)的上升時間和超調(diào)減少。但系統(tǒng)的頻帶寬加大，會使系統(tǒng)減少。但系統(tǒng)的頻帶寬加大，會使系統(tǒng)變得敏感，容易受噪聲影響；變得敏感，容易受噪聲影響； 相位滯后校正能減少系統(tǒng)的超調(diào)量提高相位滯后校正能減少系統(tǒng)的超調(diào)量提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但會使頻帶變窄，響應系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但會使頻帶變窄，響應速度變慢；速度變慢； 兼顧上述兩種方法的優(yōu)點，可以產(chǎn)生滯兼顧上述兩種方法的優(yōu)點，可以產(chǎn)生滯后超前校正網(wǎng)絡。后超前校正網(wǎng)絡。一、滯后超前網(wǎng)絡一、滯后超前網(wǎng)絡網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)：網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)：1R2R2E1E1C2C 12121111TsaT

21、 sG sTsT s其中：其中：1,11aa且且T2T1滯后超前網(wǎng)絡的滯后超前網(wǎng)絡的BODEBODE圖如圖所示：圖如圖所示：Frequency (rad/sec)Phase (deg); Magnitude (dB)Bode Diagrams-20-15-10-50From: U(1)10-410-310-210-1100101102-50050To: Y(1) 各種校正后的系統(tǒng)單位階躍響應曲線對比如下：各種校正后的系統(tǒng)單位階躍響應曲線對比如下： 校正后系統(tǒng)的單位速度響應曲線對比校正后系統(tǒng)的單位速度響應曲線對比二、二、PIDPID校正校正 sR sY)(0sGPKsKD sEI1K s PID

22、控制是對系統(tǒng)的誤差控制是對系統(tǒng)的誤差e(t)e(t)進行比例、積分、微分進行比例、積分、微分運算運算, ,計算出的控制量計算出的控制量u(tu(t) )被被加到系統(tǒng)的被控對象上加到系統(tǒng)的被控對象上,控控制器輸出和控制器輸入之間的函數(shù)關系在時域中可表示制器輸出和控制器輸入之間的函數(shù)關系在時域中可表示為：為： IPDKG csKKSS ( )1( )( )( )epdttidtu tKe tTe t ddT 其中其中e(t)e(t) 表示誤差、控制器的輸入；表示誤差、控制器的輸入；u(t)u(t)是控制是控制器的輸出；器的輸出；K Kp p為比例系數(shù)；為比例系數(shù)；T Ti i為積分時間常數(shù)；為積分

23、時間常數(shù)；T Td d 為為微分時間常數(shù)。微分時間常數(shù)。 上式進行拉氏變換有上式進行拉氏變換有: :()()IpDKUsKKsEss PIDPID傳遞函數(shù)為：傳遞函數(shù)為：其中：其中：K KD D=K=Kp p* *T TD D,K,KI I=K=Kp p/T/Ti iFrequency (rad/sec)Phase (deg); Magnitude (dB)Bode Diagrams51015202530From: U(1)10-1100101102-100-50050100To: Y(1)ssssGc)1)(1 . 01 (2)(P、I、D的控制規(guī)律總結如下：的控制規(guī)律總結如下：比例（比例（

24、P P）控制：）控制：KpKp增大，可以提高系統(tǒng)靈敏度，降低穩(wěn)態(tài)誤樣增大，可以提高系統(tǒng)靈敏度，降低穩(wěn)態(tài)誤樣 差；但差；但KpKp過大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性會降低。不能同過大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性會降低。不能同 時滿足動、靜態(tài)需要。時滿足動、靜態(tài)需要。積分（積分（I I）控制：能消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。）控制：能消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。TiTi越小積越小積 分作用越強分作用越強, ,越會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性，還會降低動越會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性，還會降低動 態(tài)響應速度。相當于滯后校正，通過犧牲快速態(tài)響應速度。相當于滯后校正，通過犧牲快速性性 獲得高的穩(wěn)態(tài)性能。獲得高的穩(wěn)態(tài)性能。微分（微分（D D）控制：反映系統(tǒng)偏

25、差信號的變化率，有預見性，可以）控制：反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，有預見性，可以 降低超調(diào)，減小調(diào)節(jié)時間，但會放大噪聲干擾。降低超調(diào)，減小調(diào)節(jié)時間，但會放大噪聲干擾。 相當于相位超前校正，能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性和相當于相位超前校正，能改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性和 動態(tài)性能。動態(tài)性能。注意：注意：1)I1)I或或PIPI可以看成相位滯后控制可以看成相位滯后控制; ;2)PD2)PD相當于相位超前控制相當于相位超前控制; ;3)PID3)PID相當于滯后超前控制；相當于滯后超前控制；4)4)微分作用不能單獨使用，需與微分作用不能單獨使用，需與P P、I I組合成組合成 PD PD或或PIDPID控制器?？刂破?。小

26、結小結 超前校正利用網(wǎng)絡的相位超前特性對系統(tǒng)進超前校正利用網(wǎng)絡的相位超前特性對系統(tǒng)進行校正，而滯后校正實際上利用網(wǎng)絡幅值的行校正，而滯后校正實際上利用網(wǎng)絡幅值的高頻衰減特性；高頻衰減特性； 滯后校正雖能改善系統(tǒng)的靜態(tài)精度，但使系滯后校正雖能改善系統(tǒng)的靜態(tài)精度，但使系統(tǒng)的頻帶變窄，響應速度變慢；如果要求系統(tǒng)的頻帶變窄，響應速度變慢；如果要求系統(tǒng)在校正后既有快速性又有穩(wěn)態(tài)精度，應采統(tǒng)在校正后既有快速性又有穩(wěn)態(tài)精度，應采用滯后超前校正；用滯后超前校正； PIDPID調(diào)節(jié)器是一種有源校正網(wǎng)絡，它獲得了調(diào)節(jié)器是一種有源校正網(wǎng)絡，它獲得了廣泛的應用，但要得到一組理想的參數(shù)比較廣泛的應用，但要得到一組理想的

27、參數(shù)比較難，需要對整定方法有所了解。難，需要對整定方法有所了解。6-5 反饋校正反饋校正RY sG2c sGc sG2 sG1 sR1內(nèi)環(huán)傳遞函數(shù)為：內(nèi)環(huán)傳遞函數(shù)為：內(nèi)環(huán)部分的開環(huán)傳遞函數(shù)為：內(nèi)環(huán)部分的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 22121ccYsGsGsRsGsGs 2cGsGs開環(huán)幅頻特性為：開環(huán)幅頻特性為： 2cGjwGjw 當內(nèi)環(huán)的開環(huán)頻率特性幅值遠遠小于當內(nèi)環(huán)的開環(huán)頻率特性幅值遠遠小于1 1時，反饋校正作用很時，反饋校正作用很弱，可以認為內(nèi)環(huán)是開路的，校正后內(nèi)環(huán)的傳遞函數(shù)近似等于原弱，可以認為內(nèi)環(huán)是開路的，校正后內(nèi)環(huán)的傳遞函數(shù)近似等于原環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)； 當內(nèi)環(huán)的開環(huán)頻率特性幅值

28、遠遠大于當內(nèi)環(huán)的開環(huán)頻率特性幅值遠遠大于1 1時，反饋作用很強，時，反饋作用很強，校正后的內(nèi)環(huán)傳遞函數(shù)大大改變，主要有反饋校正裝置的傳遞函校正后的內(nèi)環(huán)傳遞函數(shù)大大改變，主要有反饋校正裝置的傳遞函數(shù)決定。數(shù)決定。 21cGjwGjw 22cGjwGjw 21cGjwGjw 21ccGjwGjw 一一 反饋校正基本思路反饋校正基本思路 用反饋校正裝置去包圍原系統(tǒng)中影響動態(tài)用反饋校正裝置去包圍原系統(tǒng)中影響動態(tài)性能提高的某些環(huán)節(jié)，構成一個內(nèi)環(huán)，使得在性能提高的某些環(huán)節(jié)，構成一個內(nèi)環(huán)，使得在反饋校正起作用時，內(nèi)環(huán)特性主要取決于引入反饋校正起作用時，內(nèi)環(huán)特性主要取決于引入的反饋校正裝置，而與系統(tǒng)中被包圍部

29、分的環(huán)的反饋校正裝置，而與系統(tǒng)中被包圍部分的環(huán)節(jié)特性幾乎無關，通過適當選取反饋校正裝置節(jié)特性幾乎無關，通過適當選取反饋校正裝置的結構和參數(shù)，即可獲所需的內(nèi)環(huán)特性，從而的結構和參數(shù)，即可獲所需的內(nèi)環(huán)特性，從而使校正后系統(tǒng)動態(tài)性能滿足指標要求。使校正后系統(tǒng)動態(tài)性能滿足指標要求。 二二 反饋校正特點反饋校正特點1. 1. 削弱非線性影響削弱非線性影響2. 2. 改變系統(tǒng)參數(shù)或環(huán)節(jié)性質改變系統(tǒng)參數(shù)或環(huán)節(jié)性質（1 1）減小時間常數(shù)）減小時間常數(shù)（2 2）改變振蕩環(huán)節(jié)的阻尼系數(shù)）改變振蕩環(huán)節(jié)的阻尼系數(shù)（3 3）改變積分環(huán)節(jié)性質）改變積分環(huán)節(jié)性質3. 3. 降低對參數(shù)變化的敏感性降低對參數(shù)變化的敏感性4.

30、4. 抑制噪聲干擾抑制噪聲干擾三三 反饋校正裝置參數(shù)設計與綜合步驟反饋校正裝置參數(shù)設計與綜合步驟1.1.確定在系統(tǒng)固有部分中打算加以局部反饋校正的部分，也就是確定在系統(tǒng)固有部分中打算加以局部反饋校正的部分，也就是內(nèi)環(huán)回路前向通道的傳遞函數(shù)，記作內(nèi)環(huán)回路前向通道的傳遞函數(shù)，記作G G2 2(s)(s)。畫出。畫出G G2 2(j(j) )的對數(shù)幅頻的對數(shù)幅頻特性特性LGLG2 2。 LGLG2 2=20lg=20lgG G2 2(j(j) )2.2.設計出經(jīng)過反饋校正后期望的內(nèi)環(huán)等效傳遞函數(shù)，記作設計出經(jīng)過反饋校正后期望的內(nèi)環(huán)等效傳遞函數(shù)，記作G G2c2c(s)(s)。（1 1）畫出未校正系統(tǒng)

31、的對數(shù)幅頻特性）畫出未校正系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性20lg20lgG G1 1(j(j)G)G2 2(j(j) ) ；（2 2）畫出希望系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性）畫出希望系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性20lg20lgG G1 1(j(j)G)G2c2c(j(j) ) ；（3 3）用未校正系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性減去希望系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性：）用未校正系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性減去希望系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性： 20lg 20lgG G1 1(j(j)G)G2 2(j(j) )- 20lg- 20lgG G1 1(j(j)G)G2c2c(j(j) ) =20lg =20lgG G2 2(j(j) )- - 20lg20lgG G2c2c(j(j) ) (4) (4) 內(nèi)環(huán)開環(huán)對數(shù)幅頻特性：內(nèi)環(huán)開環(huán)對數(shù)幅頻特性：20lg20lgG G2 2(j(j)G)Gc c(j(j) ) G G2c2c(j(j) )的對數(shù)幅頻特性：的對數(shù)幅頻特性：LGLG2c2c( ()=)=20lg20lgG G2c2c(j(j) ) =20lg =20lgG G2 2(j(j) )- 20lg- 20lgG G1 1(j(j)G)G2 2(j(j) )- 20lg- 20lg G G1 1(j(j)G)G2c2c(j(j) ) 3.3.把對數(shù)幅頻特性把對數(shù)幅頻特性LGLG2c2c(j