有源校正网络.ppt

PI控制 PI控制 调节Ti 影响积分控制作用； 调节Kp既影响控制作用的比例部分， 又影响积分部分。 由于存在积分控制，PI控制器具有记忆功能。 转折频率?1=1/（KpTi） 一个积分环节? 提高系统的稳态精度 一个开环零点弥补积分环节对系统稳定性的不利影响 PI控制 Kp＝1 系统型别提 高，稳态性 能改善。 相位裕量减 小，稳定程 度变差。 PI控制 Kp 1 系统型别提高， 稳态性能改善； 系统从不稳定变 为稳定； ?c减小，快速性 变差。 PI控制 通过引入积分控制作用以改善系统的稳态性能。 通过比例控制作用来调节积分作用所导致相角滞后对系统的稳定性所带来的不利影响。 由于 ，导致引入PI控制器后，系统的相位滞后增加，因此，若要通过PI控制器改善系统的稳定性，必须有Kp 1，以降低系统的幅值穿越频率。 PI控制 PID控制 PID控制 一个零极点 提高稳态精度 两个负实部零点 提高动态性能 在低频段，PID控制器通过积分控制作用,改善了系统的稳态性能； 在中频段，PID控制器通过微分控制作用,有效地提高了系统的动态性能。 通常PID 控制器中 ?i ?d（即Ti Td ） PID控制 实际控制系统中广泛采用无源网络进行串联校正，但在放大器级间接入无源校正网络后，由于负载效应问题，有时难以实现希望的规律；一般情况下，无源校正装置都有衰减特性，有时为使系统保持应有的开环增益，在控制通道中串联校正装置的同时，不得不再增添放大器；此外，复杂网络的设计和调整也不方便。因此，需要采用有源校正装置。 在工业控制系统中经常使用的PID调节器(亦称PID控制器)，已经是比较成熟的有源校正装置。但目前应用较广泛的是由电子运算放大器组成的电子式PID调节器和由微处理器构成的数字式PID调节器。 PID控制规律小结 PID控制规律小结 P控制规律——提高系统开环增益，可减小系统稳态误差，提高系统的快速性，但会降低系统的相对稳定性。 PD控制规律——微分控制规律能反映输入信号的变化趋势，产生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而改善系统的相对稳定性。在串联校正时，可使系统增加一个开环零点，使系统的相角裕度提高，因此有助于系统动态性能的改善。 PID控制规律小结 PI控制规律——控制信号同时与其输入信号及输入信号的积分成比例。在串联校正时，可使系统增加一个积分环节，提高型别，减小稳态误差，但是又使系统的稳定性下降。且使系统增加一个零点，提高系统的阻尼程度，缓和PI极点对系统产生的不利影响。 PI控制器主要用来改善控制系统的稳态性能。 PID控制规律——增加一个积分环节，提高型别，提高稳态性能。两个负实零点，动态性能比PI更具优越性。 * 第 6 章 控制系统的校正 自动控制原理 孙 韬 2010.11 主要内容 设计与校正的概念 常用校正装置及其特性 串联校正 反馈校正 复合校正 “最佳” 模型设计方法 本章小结 设计与校正的概念 控制系统的设计与校正 校正方法分类 设计与校正的概念 前面几章讨论了控制系统几种分析方法。掌握了这些分析方法，就可以对控制系统进行定性分析和定量计算。 本章讨论另一命题，即如何根据系统预先给定的性能指标，去设计一个能满足性能要求的控制系统。这就是控制系统的综合问题。 系统的综合设计是一项复杂的工作，既要有理论指导，也要重视实践经验，往往还要配合许多局部和整体的试验。所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标(按数学模型进行讨论)。 某个系统 系统分析 系统表现如何 性能指标 给定性能指标 系统不满足 系统改造 设计 正面问题 反面问题 控制系统的设计与校正 控制系统的设计与校正 控制系统的设计 控制系统的设计任务： 根据被控对象及其控制要求，选择适当的控制器及控制规律设计一个满足给定性能指标的控制系统。 控制系统的设计的步骤： 1.充分了解被控对象及其控制要求。 明确其工作原理和特点，确定哪些是被控量，哪些是控制量，哪些量可以测量，哪些量可以调节…控制系统的工作环境，存在哪些扰动等等…… 控制系统的设计的步骤： 1.充分了解被控对象及其控制要求。 2.确定控制要求对应的性能指标： 稳态精度——稳态误差ess 过渡过程响应特性 时域：上升时间tr、超调量δ%、调节时间ts 频域：谐振峰值Mr、穿越频率ωc、谐振频率ωr、带宽ωb 相对稳定性——增益裕量Kg、相位裕量? 扰动的抑制——带宽 控制系统的设计与校正 控制系统的设计 控制系统的设计的步骤： 1.充分了解被控对象及其控制