自动控制理论（郑涛）ch6.pdfVIP

第6章 线性系统的校正 主要内容： 6.1 引言 6.2 常用的串联校正装置及其特性 6.3 串联校正：频域分析法 根轨迹分析法 6.4 串联校正：频域综合法 根轨迹综合法 6.5 串联校正：PID控制器的工程设计方法 6.6 反馈校正 6.7 复合校正 6.1 引言 在已知一个自动控制系统的结构形式及其全部参数的基础上，研究其稳 定性条件，以及在典型输入信号作用下，系统的稳态性能、瞬态性能与 系统结构、参数和输入信号之间的关系问题，称为系统分析问题。 在实际工程中，往往提出另外一个问题，即根据希望的稳态和瞬态性能 指标，研究如何建立满足性能要求的控制系统，这称为系统设计问题 （也称为系统综合问题）。在控制理论课程中，控制系统的设计问题主 要是指校正装置的设计。 6.1.1 控制系统的设计 （1）分析被控对象的工作原理，明确控制目标，制定控制方案； （2）选择执行元件 （型式、特性和参数）； （3）选择测量元件 （类型、特性和参数）； （4）选择放大元件 （前置放大，功率放大），要求放大器增益可调； （5）由初步选定的测量元件、放大元件和执行元件等作为控制装置的 基本组成元件，与被控对象一起，构成自动控制系统； C R 放大元件 执行元件 被控对象 - 测量元件 控制装置 （6）设计校正装置。为了使设计的控制系统满足给定的性能指标，有 必要在系统中引入一些附加装置，改变整个系统的性能，从而满足给 定的各项性能指标要求。这些附加装置称为校正装置或补偿器。设计 附加校正装置的过程就称为控制系统的校正。 6.1.2 性能指标 常用的性能指标： 时域指标： 调节时间 t s 说明： 超调量 σ% 1.不同的控制系统 对动静态性能指标 静态误差系数 K p K v K a 的要求应有不同的 侧重。 开环频域指标： 相角裕度 γ 2. 系统带宽的选择 幅值裕度 h 既要考虑信号的通 截止频率 ωc 过能力，又要考虑 抗干扰能力。 闭环频域指标： 谐振峰值 M r 谐振频率 ωr 3.性能指标的提 出，应符合实际系 带宽 ωb 统的需要与可能。 零频幅值比