第六章線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正

第六章線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正第一節(jié)設(shè)計(jì)與校正的基本思想第二節(jié)根軌跡校正法第三節(jié)頻率特性校正法第四節(jié)局部反饋校正第五節(jié)復(fù)合控制校正

第一節(jié)設(shè)計(jì)與校正的基本思想控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)形式校正裝置設(shè)計(jì)與校正的基本方法控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)形式反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)比例校正裝置的設(shè)計(jì)及存在問(wèn)題穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能及動(dòng)態(tài)性能的綜合設(shè)計(jì)不能同時(shí)滿(mǎn)足指標(biāo)要求解決性能指標(biāo)不足的方法改變校正裝置的形式改變控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)校正裝置校正裝置的數(shù)學(xué)模型根軌跡校正模型單零點(diǎn)校正：零極點(diǎn)超前校正：零極點(diǎn)滯后校正：頻域校正模型超前校正：滯后校正：校正裝置的物理實(shí)現(xiàn)

無(wú)源網(wǎng)絡(luò)、有源網(wǎng)絡(luò)、調(diào)節(jié)器、工業(yè)計(jì)算機(jī)。設(shè)計(jì)與校正的基本方法根軌跡校正法頻域校正法第二節(jié)根軌跡校正法根軌跡校正法的理論依據(jù)時(shí)域指標(biāo)與閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)位置的關(guān)系

校正裝置的形式

根軌跡動(dòng)態(tài)校正法的思路及其校正裝置參數(shù)的計(jì)算

根軌跡靜態(tài)校正法的思路及其校正裝置參數(shù)的計(jì)算

根軌跡校正法的理論依據(jù)根軌跡方程：相位條件：

幅值條件：

系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)應(yīng)該滿(mǎn)足相位條件，而幅值條件則通過(guò)根軌跡增益的取值確定。

0時(shí)域指標(biāo)與閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)位置的關(guān)系閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)在復(fù)平面的位置決定系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)——超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間和峰值時(shí)間。閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)處的開(kāi)環(huán)增益和系統(tǒng)開(kāi)環(huán)極點(diǎn)在原點(diǎn)的個(gè)數(shù)(型別)決定了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能。校正裝置的形式動(dòng)態(tài)校正裝置：靜態(tài)校正裝置：需要確定的參數(shù)為：零極點(diǎn)坐標(biāo)、根軌跡增益（開(kāi)環(huán)增益）動(dòng)態(tài)校正的思路及參數(shù)計(jì)算解題思路及步驟根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇主導(dǎo)極點(diǎn)位置；取校正裝置Gc(s)=kc

繪制根軌跡；確定主導(dǎo)極點(diǎn)不在根軌跡上，且在根軌跡左側(cè)；選擇校正裝置形式并計(jì)算校正裝置的參數(shù)方法一：校正裝置增加零點(diǎn)由相位條件確定零極點(diǎn)坐標(biāo)zc；方法二：校正裝置增加零極點(diǎn)由相位條件確定零極點(diǎn)坐標(biāo)zc，pc。由幅值條件計(jì)算kc檢驗(yàn)校正后的系統(tǒng)性能應(yīng)用舉例：?jiǎn)瘟泓c(diǎn)校正低階系統(tǒng)單零點(diǎn)希望特性法校正思路簡(jiǎn)介由希望極點(diǎn)得希望特征方程；選擇校正裝置，得校正后系統(tǒng)特征方程；聯(lián)立求待定參數(shù)的取值。零極點(diǎn)校正例題：P161-163例6-1靜態(tài)校正的思路及參數(shù)計(jì)算零極點(diǎn)滯后校正裝置性能分析

由于零極點(diǎn)構(gòu)成偶極子，則對(duì)根軌跡即動(dòng)態(tài)性能的影響忽略。通過(guò)的比值增大系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益，以達(dá)到減小靜態(tài)誤差的目的。校正裝置參數(shù)的計(jì)算在系統(tǒng)滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)性能的前提下，即閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)已經(jīng)確定，若此時(shí)系統(tǒng)的靜態(tài)誤差過(guò)大不滿(mǎn)足性能指標(biāo)的要求時(shí)，串聯(lián)零極點(diǎn)滯后校正裝置。希望開(kāi)環(huán)增益=滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)要求的系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益×Zc/Pc零點(diǎn)位置在靠近虛軸處選擇(非唯一)，極點(diǎn)坐標(biāo)由上述公式確定。對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能影響的校驗(yàn)：利用三角形的余弦定理，一般保證零極點(diǎn)矢量的夾角小于或等于30。

例題：P165-167例6-2根軌跡校正法的順