第六章自动控制原理自动控制系统的校正.pdfVIP

第六章　自动控制系统的校正 6.1 控制系统校正的基本概念 6.2 控制系统的基本控制规律 6.3 超前校正装置及其参数的确定 6.4 后校正装置及其参数的确定 6.5 后-超前校正装置及其参数的确定 6.6 反馈校正装置及其参数的确定 12/27/2020 第6章第1页共116页 　概 述 前面介绍了分析控制系统的三种基本方法： 时域分析法、根轨迹法和 域分析法。利用这些 方法能够在系统结构和参数已经确定的情况下， 计算或估算系统的性能指标：稳态性能指标和暂 态性能指标 。这类问题是系统的分析问题。 系统分析：已知结构、参数→数学模型→动 、静态性能分析→性能指标与参数的关系 12/27/2020 第6章第2页共116页 控制系统的校正：但在实际中常常提出相反 的要求，系统的基本组成部分 （被控对象、测量元 件、功率放大元件、执行元件等），按照反馈控制 原理可联成基本控制系统。但往往难以满足性能要 求，需要在系统原有结构上加入新的附加环节，作 为同时改善系统稳态性能和动态性能的手段。 就是在被控对象已知，预先给定性能指标的 前提下，要求设计者选择控制器的结构和参数，使 控制器和被控对象组成一个性能满足指标要求的系 统。这也就是本章要解决的一个重要问题。 12/27/2020 第6章第3页共116页 举一个例子说明校正的作用。 系统的开环传递函数为 首先分析一下，未校正系统的性能 稳态误差：有一个积分环节，是I型系统． 　　开环增益　　　　，稳态速度误差系数　　　　　　 而 12/27/2020 第6章第4页共116页 38 12/27/2020 第6章第5页共116页 从伯德图可确定系统的稳定裕量 希望系统的相角裕量　　　　，但保持开环增益 K=10不变． 　　在这种情况下，通过调整系统的增益，可以使　　 ，将对数幅 特性下向平移，使其在相角　　　　　 处与　轴相交．这样做虽然相角裕量达到了要求， 但稳态性能指标不能满足要求，因为开环增益Ｋ下 降了．所以必须采用校正装置，对系统进行校正． 12/27/2020 第6章第6页共116页 对于这个系统采用串联校正方式，目的是 使其开环增益保持不变，而相角裕量增大。 如果采用一个校正装置，其对数幅 特性 和相 特性如图虚线所示．将其串联进去，幅 特性和相 特性在　附近发生改变。利用其 相角超前的特点，使系统的相角裕量增大，达 到校正系统，满足给定性能指标的目的． 12/27/2020 第6章第7页共116页 6.1 控制系统校正的基本概念 6.1.1控制系统的性能指标 性能指标是用于衡量系统具体性能 （平稳 性、快速性、准确性）的参数，主要分为稳态 性能指标与动态性能指标两大类 。 1、稳态性能指标 系统的稳态性能与开环系统的型别v与开环传 递系数K有关，常用静态误差系数衡量，误差系数 越大 （等效于K越大），稳态误差e 就越小。