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利用反馈削弱非线性因素的影响 最典型的例子是高增益的运算放大器 反馈可提高对模型摄动的不灵敏性 摄动是由于模型参数变化或某些不确定因素引起的。 采取反馈校正比串联校正对模型的摄动更为不敏感。 利用反馈抑制干扰 6.3.2 比例负反馈校正 6.3.3 微分负反馈校正 6.4.1 按输入补偿的复合控制 6.4.2 按扰动补偿的复合控制系统 习题 A6-3 A6-5 A6-7 B6-1 B6-5 本课程主体内容结束 谢谢大家! 系统为Ⅰ型系统,跟踪斜坡输入信号有误差,需要提高系统型次来消除稳态误差。 引入前馈校正装置Gc(s),其稳态误差为 要使ess=0,则Gc(s)的最简单式子应为 可见,引入输入信号的一阶导数作前馈校正后,系统由Ⅰ型变为Ⅱ型,可完全消除斜坡信号作用时的稳态误差。 Remarks: 在反馈控制系统中引入前馈校正后: 可以提高系统的型号,起到消除稳态误差的作用,提高了控制精度; (2)不影响闭环系统的稳定性。 稳定性和稳态精度这两个相互矛盾的问题被分开了,完全可以单独考虑。 (3) 不仅可以改善系统的稳态精度,而且还可改善系统的动态特性。 干扰信号对系统输出的影响可以得到完全补偿。 实质:是利用双通道原理,利用干扰来补偿干扰,达到消除干扰对系统输出的影响。 应用要求:干扰信号必须是可测量的 校正装置应是物理上可实现的,且具有较高的参数稳定性。 只能做到近似的全补偿! 为改善控制系统的性能,常附加校正装置。 本章主要介绍了校正方式、校正装置的特性、基本控制规律。 PID控制是线性系统的基本控制规律。由这三种控制作用构成的PI、PD和PID控制规律附加在系统中,可以达到校正系统特性的目的。 2. 串联校正、反馈校正和复合校正 超前校正、滞后校正、滞后-超前校正 3. 串联校正在系统校正中被广泛应用 4. 反馈校正以其独特的优点,可以取代不期望的特性,达到改善系统性能的目的 本章小结 5. 复合校正能很好处理系统中稳定性与稳态精度,抗干扰和系统跟踪之间的矛盾,使系统获得较高的动态和静态特性。 6. 校正装置分为有源和无源校正装置。由于运算放大器性能高、参数调整方便、价格便宜,故串联校正几乎全部采用有源校正装置。反馈校正的信号从高功率点传向低功率点,往往采用无源校正装置。 7. 设计校正装置的过程是多次试探的过程,并且带有许多经验,计算机辅助设计,借助MATLAB软件 图6-31为振荡环节被比例负反馈包围的结构图。 在系统设计中常常用来改造不期望的某些环节,达到改善系统性能的目的。 第六章 线性控制系统的设计 2012年9月 * * 主要内容 系统校正设计基础 串联校正 相位超前校正、相位滞后校正、 相位超前-滞后校正、PID控制 反馈校正 前馈补偿与复合控制 6.3.1 反馈校正原理与特点 串联校正 被控对象 反馈校正 前置放大、功率放大 6.3 局部反馈校正 这表明反馈校正特性与未校正系统的特性是一样的。 反馈校正的特点: (1)削弱反馈回路内的非线性的影响(运算放大器) (2)减少系统的时间常数。 (3)降低系统对参数变化的灵敏度。 若对系统主要动态范围内 若反馈元件的线性度比较好,特性比较稳定,那么反馈结构的线性度也好,特性也比较稳定,正向回路中非线性因素、元件参数不稳定等不利因素均可以削弱。 被反馈包围部分的传递函数为 整个系统的开环传递函数为 当被包围部分G2(s)内部参数变化或受到作用于G2(s)上的干扰影响时,将其影响下降1+G2(s)Gc(s)倍,从而得到有效抑制。 如果局部反馈回路为一比例环节,称为比例反馈校正。 闭环传递函数 其中 比例负反馈使振荡环节的时间常数T、阻尼比ζ和放大系数K的数值均减小。 因此,比例负反馈使得系统频带加宽,瞬态响应加快,但却使得系统控制精度下降,故应给予补偿才可保证系统的精度。 串联校正中比例控制的作用:提高稳态精度 比例反馈校正的主要作用:是改善被包围部分的动态特性。 为微分负反馈校正包围振荡环节。 闭环传递函数 其中 表明微分负反馈不改变被包围环节的性质,但由于阻尼比增大,使得系统动态响应超调量减小、振荡次数减小,改善了系统的平稳性和过渡过程时间,从而削弱了阻尼振荡环节的不利影响。 微分反馈是将被包围环节输出量的速度信号反馈至输入端,故常称微分反馈为速度反馈。(若反馈环节的传递函数为Kts2,则称为加速度反馈)。 若选择结构参数,使 G(jω)可近似为 G2(jω)部分的特性几乎被反馈校正环节的特性取代. 典型反馈校正:速度-相角超前网络反馈校正 单纯的速度反馈校正存在降低系统增益的问题 改进的方法

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