自動控制系統(tǒng)校正教學(xué)課件

第6章控制系統(tǒng)的校正及綜合6.1控制系統(tǒng)校正的一般概念6.1.1校正的概念控制系統(tǒng)分析方法:控制系統(tǒng)的基本要求:時域分析法穩(wěn)定根軌跡分析法快速tt、tO4頻率特性法準(zhǔn)確動態(tài)δ%;穩(wěn)態(tài)E(∞)基本的閉環(huán)控制系統(tǒng)的構(gòu)成Xr(s)②放大器·執(zhí)行器」被控對象Xc(s)測量元件、控制系統(tǒng)的校正般除放大器的增益可調(diào)外,其余部分是固定不變的(稱為系統(tǒng)的不可變部分)。通常僅靠改變放大器的增益是不可能同時滿足對系統(tǒng)提出的各項性能指標(biāo)要求的,這就需要在系統(tǒng)中引進一些附加裝置來改變整個系統(tǒng)的特性以滿足對性能指標(biāo)的要求把為改善系統(tǒng)靜動態(tài)性能而引入的裝置稱為校正裝置,即控制器。校正裝置的結(jié)構(gòu)形式的確定和參數(shù)整定的過程稱為控制系統(tǒng)的校正,也就是通常所說的控制系統(tǒng)的綜合問題。校正系統(tǒng)的任務(wù)就是確定滿足性能指標(biāo)要求的校正裝置的結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)。校正的方法校正系統(tǒng)的方法有時域法、根軌跡法和頻率法時域法:通過改變校正裝置,計算時域指標(biāo),直到指標(biāo)滿足要求為止根軌跡法:就是通過引入校正裝置改變系統(tǒng)的開環(huán)零極點的分布,進而改變系統(tǒng)的閉環(huán)根軌跡,即閉環(huán)特征根的位置,實現(xiàn)閉環(huán)極點的按期望位置的配置。頻率特性法:就是通過校正裝置來改變系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的形狀,進而達到改善系統(tǒng)的動靜態(tài)品質(zhì)的目的木章主要討論頻率法對線性定常單輸入/單輸出系統(tǒng)校正的基本步驟和方法。6.1.2校正的基本方式1.串聯(lián)校正校正裝置放在前向通道的前端,與系統(tǒng)的不可變部分直接串聯(lián)連接,如圖。x)8Ww(-wo4)圖中,W(為系統(tǒng)不可變部分的傳遞函數(shù)H(s)W(s)為校正裝置的傳遞函數(shù)串聯(lián)校止H(s)為反饋通道的傳遞函數(shù)。串聯(lián)超前校正X,(s)Xcs)WI(s)串聯(lián)校正{串聯(lián)遲后校正串聯(lián)遲后一超前校正H(s)2.反饋校正反饋校正校正裝置放在反饋通道里,它包圍系統(tǒng)不可變部分的全部或其中一部分,如圖。圖中,H(s)為反饋校正裝置的傳遞函數(shù)通過適當(dāng)選擇反饋校正裝置的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù),可使校正后的性能主要取決于校正裝置而與反饋校正裝置所包圍的系統(tǒng)不可變部分特性無關(guān)。所以其顯著優(yōu)點就是可以抑制系統(tǒng)的參數(shù)波動及非線性特性對系統(tǒng)的影響3.前饋校正前饋校正就是基于開環(huán)補償?shù)姆椒ㄒ肱c給定量或與擾動量有關(guān)的補償校正信號,目的在于提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)控制精度。如圖?！鶺(s)X,(s)H(s)按擾動作用的前饋校止按給定作用的前饋校止前饋校正一般不單獨使用,要與閉環(huán)控制結(jié)合構(gòu)成復(fù)合控制系統(tǒng),所以結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,應(yīng)用于對性能要求較高的系統(tǒng)。4.頻率法校正的特點頻率法校正的實質(zhì)就是修改頻率特性的形狀,使其具有合適頻和高頻特性。在初步設(shè)計時,