1、第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.2根本控制規(guī)律根本控制規(guī)律5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.4 反響校正反響校正5.5 順饋校正與復(fù)合控制系統(tǒng)順饋校正與復(fù)合控制系統(tǒng)5.1系統(tǒng)綜合與校正概述系統(tǒng)綜合與校正概述第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.1系統(tǒng)綜合與校正概述系統(tǒng)綜合與校正概述5.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的5.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的普經(jīng)過(guò)程和系統(tǒng)校正的根本概念系統(tǒng)設(shè)計(jì)的普經(jīng)過(guò)程和系統(tǒng)校正的根本概念系統(tǒng)穩(wěn)定性、呼應(yīng)速度、穩(wěn)態(tài)精度等質(zhì)量特性的量化目的要求，系統(tǒng)穩(wěn)定性、呼應(yīng)速度、穩(wěn)

2、態(tài)精度等質(zhì)量特性的量化目的要求，這些量化目的要求是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根據(jù)和技術(shù)約束條件。這些量化目的要求是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根據(jù)和技術(shù)約束條件。 1 靜態(tài)設(shè)計(jì)靜態(tài)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一項(xiàng)任務(wù)就是確定組成系統(tǒng)的根本元件和構(gòu)造及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一項(xiàng)任務(wù)就是確定組成系統(tǒng)的根本元件和構(gòu)造及其數(shù)學(xué)模型和性能參數(shù)。數(shù)學(xué)模型和性能參數(shù)。 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)普通來(lái)說(shuō)，由靜態(tài)設(shè)計(jì)確定的不可變部分只是系統(tǒng)的一個(gè)雛形，普通來(lái)說(shuō)，由靜態(tài)設(shè)計(jì)確定的不可變部分只是系統(tǒng)的一個(gè)雛形，其技術(shù)性能是不能滿足設(shè)計(jì)目的要求的。因此必需對(duì)其進(jìn)展改造，其技術(shù)性能是不

3、能滿足設(shè)計(jì)目的要求的。因此必需對(duì)其進(jìn)展改造，使其缺乏得到補(bǔ)償和校正。補(bǔ)償校正的方法一是調(diào)整原有構(gòu)造參使其缺乏得到補(bǔ)償和校正。補(bǔ)償校正的方法一是調(diào)整原有構(gòu)造參數(shù)，二是引進(jìn)補(bǔ)償安裝即校正安裝。數(shù)，二是引進(jìn)補(bǔ)償安裝即校正安裝。 1校正方式校正方式 串聯(lián)校正串聯(lián)校正第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)1校正方式校正方式 串聯(lián)校正串聯(lián)校正)( sGc)(sGc)(sGc)( sGc)( sG)( sH)(1sG)(1sG)(1sG)( sH)( sH)( sH)(2sG)(2sG)(2sG)( sN（ a ） 串 聯(lián) 校 正（

4、b ） 并 聯(lián) 校 正（ c ） 補(bǔ) 償 原 理 性 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正（ d ） 補(bǔ) 償 擾 動(dòng) 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正)( sU)( sU)( sU)( sU)( sY)( sY)( sY)( sY校正元件校正元件第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)1校正方式校正方式 )(sGc)(sGc)(sGc)(sGc)( sG)( sH)(1sG)(1sG)(1sG)(sH)( sH)( sH)(2sG)(2sG)(2sG)( sN（ a ） 串 聯(lián) 校 正（ b ） 并 聯(lián) 校

5、 正（ c ） 補(bǔ) 償 原 理 性 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正（ d ） 補(bǔ) 償 擾 動(dòng) 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正)( sU)( sU)(sU)(sU)( sY)( sY)( sY)( sY校正元件校正元件反響并聯(lián)校正反響并聯(lián)校正第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)1校正方式校正方式 )(sGc)(sGc)(sGc)(sGc)( sG)( sH)(1sG)(1sG)(1sG)(sH)(sH)(sH)(2sG)(2sG)(2sG)(sN（ a） 串 聯(lián) 校 正（ b） 并 聯(lián) 校 正（

6、c） 補(bǔ) 償 原 理 性 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正（ d） 補(bǔ) 償 擾 動(dòng) 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正)( sU)( sU)(sU)(sU)(sY)(sY)( sY)( sY校正元件校正元件順饋前饋校正順饋前饋校正補(bǔ)償原理性誤差引起的控制精度之缺乏補(bǔ)償原理性誤差引起的控制精度之缺乏 主控制通道主控制通道主反響回路主反響回路含校正安裝的開環(huán)控制通道含校正安裝的開環(huán)控制通道 復(fù)合控制系統(tǒng)復(fù)合控制系統(tǒng) 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)1校正方式校正方式 )(sGc)(sGc)(sGc)(

7、sGc)( sG)( sH)(1sG)(1sG)(1sG)(sH)(sH)(sH)(2sG)(2sG)(2sG)(sN（ a） 串 聯(lián) 校 正（ b） 并 聯(lián) 校 正（ c） 補(bǔ) 償 原 理 性 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正（ d） 補(bǔ) 償 擾 動(dòng) 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正)( sU)( sU)(sU)(sU)(sY)(sY)( sY)( sY校正元件校正元件順饋前饋校正順饋前饋校正補(bǔ)償由擾動(dòng)作用引起的控制精度之缺乏補(bǔ)償由擾動(dòng)作用引起的控制精度之缺乏 復(fù)合控制系統(tǒng)復(fù)合控制系統(tǒng) 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控

8、制基礎(chǔ)2 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)2校正安裝校正安裝按幅頻特性來(lái)劃分，可將校正安裝分為有源校正安裝按幅頻特性來(lái)劃分，可將校正安裝分為有源校正安裝對(duì)信號(hào)有增益作用和無(wú)源校正安裝對(duì)信號(hào)無(wú)增益作用對(duì)信號(hào)有增益作用和無(wú)源校正安裝對(duì)信號(hào)無(wú)增益作用兩大類型兩大類型 按相頻特性來(lái)劃分，可將校正安裝分為相位超前、按相頻特性來(lái)劃分，可將校正安裝分為相位超前、相位滯后及相位滯后相位滯后及相位滯后超前三大類型超前三大類型 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.2根本控制規(guī)律根本控制規(guī)律1比例比例P控制律控制律 用比例控制律來(lái)進(jìn)展系統(tǒng)校正，可提高系統(tǒng)的開環(huán)增益，用比例

9、控制律來(lái)進(jìn)展系統(tǒng)校正，可提高系統(tǒng)的開環(huán)增益，從而可提高系統(tǒng)的控制精度，但同時(shí)會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕量減小，從而可提高系統(tǒng)的控制精度，但同時(shí)會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕量減小，甚至能夠?qū)е孪到y(tǒng)失去穩(wěn)定。因此，比例控制律普通不單獨(dú)運(yùn)用甚至能夠?qū)е孪到y(tǒng)失去穩(wěn)定。因此，比例控制律普通不單獨(dú)運(yùn)用 )( sE)( sQ)( sBpK)( sU第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.2根本控制規(guī)律根本控制規(guī)律2比例微分比例微分PD控制律控制律 )( sQ)( sE)( sB)1(sKdpd12)(c)(cLpKlg201)(sU)()()(dttdeteKtqdp)

10、1 ()()()(sKsEsQsGdpc第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.2根本控制規(guī)律根本控制規(guī)律2比例微分比例微分PD控制律控制律 用用PD控制律進(jìn)展系統(tǒng)校正，可有效改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能控制律進(jìn)展系統(tǒng)校正，可有效改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能例例)( sU)( sU)1)(1(210sTsTsK)1 (sKdp)1)(1(210sTsTsK0c0c11T21T)(kL)(kL)(k)(k1232cc)( sY)( sY)( sU)( sU)1)(1(210sTsTsK)1(sKdp)1)(1(210sTsTsK0c0c11T21T)(kL)(

11、kL)(k)(k1232cc)( sY)( sY第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)校正作用使不穩(wěn)定系統(tǒng)變?yōu)樾Ｕ饔檬共环€(wěn)定系統(tǒng)變?yōu)榉€(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng) ，增益交界頻率，增益交界頻率也比校正前增大也比校正前增大 ) (sU) (sU) 1)(1(210 s Ts TsK)1 ( sKdp) 1)(1(210 sTs TsK0c0c11T21T)(kL)(kL)(k)(k1232cc)(sY) (sY校正前校正前校正后校正后第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.2根本控制規(guī)律根本控制規(guī)律

12、3積分積分I控制律控制律)(sU)(sQ)(sUsTi1sTi1) 1(0TssK)(sE)(sB)(sYdtteTtqti0)(1)(sTsEsQsGic1)()()(第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.2根本控制規(guī)律根本控制規(guī)律3積分積分I控制律控制律用用I控制律進(jìn)展系統(tǒng)校正，可提高系統(tǒng)的無(wú)差度，從而可消除控制律進(jìn)展系統(tǒng)校正，可提高系統(tǒng)的無(wú)差度，從而可消除或減小穩(wěn)態(tài)誤差，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，但同時(shí)也給系統(tǒng)或減小穩(wěn)態(tài)誤差，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，但同時(shí)也給系統(tǒng)添加了一個(gè)開環(huán)添加了一個(gè)開環(huán)0極點(diǎn)，使系統(tǒng)開環(huán)產(chǎn)生極點(diǎn)，使系統(tǒng)開環(huán)產(chǎn)生2的相位

13、滯后量，的相位滯后量，從而將導(dǎo)致相位裕量減小，相對(duì)穩(wěn)定性下降從而將導(dǎo)致相位裕量減小，相對(duì)穩(wěn)定性下降 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.2根本控制規(guī)律根本控制規(guī)律3積分積分I控制律控制律)(sU)( sQ)( sUsTi1sTi1)1(0TssK)( sE)( sB)( sY例例) 1()(0TssKsGk型型 0230)(KsTTsTKsGiib) 1()(20TssTKsGik型型 020)(KsTsKsGb校正前校正前校正后校正后不穩(wěn)定不穩(wěn)定第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制

14、基礎(chǔ))( sQ)( sB)11(sTKipiT1)(cL)(c12)( sE)( sU5.2根本控制規(guī)律根本控制規(guī)律4比例積分比例積分PI控制律控制律)(1)()(0dtteTteKtqtip)1()11 ()()()(ssTTKsTKsEsQsGiipipc第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)例例型型 型型 校正前校正前校正后校正后可穩(wěn)定可穩(wěn)定用用PI 控制律進(jìn)展系統(tǒng)校正，可在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性不受影響的控制律進(jìn)展系統(tǒng)校正，可在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性不受影響的情況下，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能情況下，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能 )11(sTKip)1(0TssK)

15、(sU)(sY) 1()(0TssKsGk020)(KsTsKsGb) 1() 1()(20TssTsTKKsGiipk00230) 1()(KKsTKKsTTsTsTKKsGpipiiipb第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.2根本控制規(guī)律根本控制規(guī)律5比例積分微分比例積分微分PID控制律控制律)(cL)(c21121121)lg(201cK)( sQ)11(ssTKdip)( sE)( sB)( sU)()(1)()(0dttdedtteTteKtqdtip)11 ()()()(ssTKsEsQsGdipcsssKsGcc) 1)

16、(1()(21)411 (21idiTT)411 (22idiTTipcTKK 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ))(cL)(c21121121)lg(201cK)(sQ)11 (ssTKdip)(sE)(sB)(sUsssKsGcc) 1)(1()(21主導(dǎo)作用主導(dǎo)作用PI控制律控制律主導(dǎo)作用主導(dǎo)作用PD控制律控制律 PID控制律兼有控制律兼有 PI 和和 PD 兩種控制律的作用，兩種控制律的作用，能同時(shí)改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。能同時(shí)改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制

17、基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ))( sGc)(sGc)(sGc)(sGc)( sG)( sH)(1sG)(1sG)(1sG)( sH)( sH)( sH)(2sG)(2sG)(2sG)( sN（ a ） 串 聯(lián) 校 正（ b ） 并 聯(lián) 校 正（ c ） 補(bǔ) 償 原 理 性 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正（ d ） 補(bǔ) 償 擾 動(dòng) 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正)( sU)( sU)( sU)( sU)( sY)( sY)( sY)( sY5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正)()()(sGsGsGckk)()()(ckkLLL)()()(ckk)()(180)(180ccckockoc0)

18、()()(ccckckLLL)()(ckccLL根本公式根本公式第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.1串聯(lián)超前校正串聯(lián)超前校正1有源超前校正電網(wǎng)絡(luò)有源超前校正電網(wǎng)絡(luò))(cL)(cmLmcKlg20T1m1)(tui)(tuo1R2Rc4R3RTaaKclg2012R11)()()(saTTsKsUsUsGcioc1132RRRKc比例系數(shù)比例系數(shù) 113232RRRRa分度系數(shù)分度系數(shù) cRRRRRRRRT32244332時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程

19、控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)1有源超前校正電網(wǎng)絡(luò)有源超前校正電網(wǎng)絡(luò)11)()()(saTTsKsUsUsGcioc22)(1lg20)(1lg20lg20)(aTTKLcc)arctan()arctan()(aTTc2211)lg(20)lg(20lg201lg20aKTaTKTKccc第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)1有源超前校正電網(wǎng)絡(luò)有源超前校正電網(wǎng)絡(luò))(cL)(cmLmcKlg20T1m1) (tui)(tuo1R2Rc4R3RTaaKclg2012R11)()()(saTTsKsUsUsGcioc0)(ddc21Tam11arcs

20、in)(aamcm)lg(20)(aKLLcmcm第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)1有源超前校正電網(wǎng)絡(luò)有源超前校正電網(wǎng)絡(luò))(cL)(cmLmcKlg20T1m1) (tui)(tuo1R2Rc4R3RTaaKclg2012R11)()()(saTTsKsUsUsGcioc0) 1(1aadadm頻率特性具有頻率特性具有PD 控制律的特征，控制律的特征，不僅能提供超前相位，還能提供增益，不僅能提供超前相位，還能提供增益，從而能同時(shí)增大系統(tǒng)相位裕量和增益交界頻率從而能同時(shí)增大系統(tǒng)相位裕量和增益交界頻率 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與

21、校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.1串聯(lián)超前校正串聯(lián)超前校正2無(wú)源超前校正電網(wǎng)絡(luò)無(wú)源超前校正電網(wǎng)絡(luò)比例系數(shù)比例系數(shù) 分度系數(shù)分度系數(shù) 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) )(cL)(cmLmalg2012m1)(tui)(tuo1R2RcT1Ta11111)()()(saTTsKsaTTsasUsUsGcioc1221RRRacRT111aKc第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ))(cL)(cmLmalg2012m1) (tui) (tuo1R2RcT1Ta5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.1串聯(lián)超前校正

22、串聯(lián)超前校正2無(wú)源超前校正電網(wǎng)絡(luò)無(wú)源超前校正電網(wǎng)絡(luò)第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ))(cL)(cmLmalg2012m1) (tui) (tuo1R2RcT1Ta無(wú)源超前校正特性無(wú)源超前校正特性)(cL)(cmLmcKlg20T1m1) (tui) (tuo1R2Rc4R3RTaaKclg20R12有源超前校正特性有源超前校正特性有源校正安裝的校正作用可用無(wú)源校正安裝輔之以附加放大器或增有源校正安裝的校正作用可用無(wú)源校正安裝輔之以附加放大器或增大未校正系統(tǒng)開環(huán)增益來(lái)實(shí)現(xiàn)大未校正系統(tǒng)開環(huán)增益來(lái)實(shí)現(xiàn) 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校

23、正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.1串聯(lián)超前校正串聯(lián)超前校正3串聯(lián)超前校正的校正作用串聯(lián)超前校正的校正作用mc利用有源校正安裝或無(wú)源安裝另附加放大器的相位超前特性和高頻利用有源校正安裝或無(wú)源安裝另附加放大器的相位超前特性和高頻幅值增益特性同時(shí)增大相位裕量和提高呼應(yīng)速度。幅值增益特性同時(shí)增大相位裕量和提高呼應(yīng)速度。位于校正后系統(tǒng)的增益交界頻率位于校正后系統(tǒng)的增益交界頻率附近。附近。直接利用相位超前特性來(lái)增大相位裕量直接利用相位超前特性來(lái)增大相位裕量為充分利用相位超前角，應(yīng)使最大相位超前角頻率為充分利用相位超前角，應(yīng)使最大相位超前角頻率第第 5

24、5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.1串聯(lián)超前校正串聯(lián)超前校正例例)2(40ssK1054.01227.02.41ss)2(424ss)( sU)( sY)( sU)( sY參數(shù)參數(shù) K0 為可調(diào)理參數(shù)，要求校正后系統(tǒng)為可調(diào)理參數(shù)，要求校正后系統(tǒng)速度誤差系數(shù)等于速度誤差系數(shù)等于20 (s 1)，相位裕量不小于，相位裕量不小于50 o 解：解：1靜態(tài)計(jì)算靜態(tài)計(jì)算) 15 . 0(2)2(4)(00ssKssKsGk1確定參數(shù)確定參數(shù)K0202)(lim00*KssGKksvK0 = 10 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的

25、綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2繪制未校正繪制未校正系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率曲線圖頻率曲線圖0 . 111 0 06 . 3012s- 129+ 1 2 . 4 6- 2 0- 4 0- 6 . 20+ 2 0+ 4 012- 1- 23- 9 0- 1 8 0- 2 7 0oooo3+ 3 8o- 24 . 41 8 . 5ccdBccmcm)(kL)(cL)(kL)(3 . 61scockoc6 .17)(180ccc*o4 .32第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2動(dòng)態(tài)計(jì)算動(dòng)態(tài)計(jì)算11)(s

26、aTTssGc1預(yù)選超前校正安裝的最大相位超前角度預(yù)選超前校正安裝的最大相位超前角度mkokckcckckocckocccmcm4.32 )(180)(180)()(第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ))( sGc)(sGc)(sGc)(sGc)( sG)( sH)(1sG)(1sG)(1sG)( sH)( sH)( sH)(2sG)(2sG)(2sG)( sN（ a ） 串 聯(lián) 校 正（ b ） 并 聯(lián) 校 正（ c ） 補(bǔ) 償 原 理 性 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正（ d ） 補(bǔ) 償 擾 動(dòng) 誤 差 的 順 饋 （ 前

27、 饋 ） 校 正)( sU)( sU)( sU)( sU)( sY)( sY)( sY)( sY5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正)()()(sGsGsGckk)()(180)(180ccckockoc第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2動(dòng)態(tài)計(jì)算動(dòng)態(tài)計(jì)算11)(saTTssGc1預(yù)選超前校正安裝的最大相位超前角度預(yù)選超前校正安裝的最大相位超前角度mkokckcckckocckocccmcm4.32 )(180)(180)()(k普通取普通取 oo125c根據(jù)未校正系統(tǒng)相頻曲線在根據(jù)未校正系統(tǒng)相頻曲線在的臨近頻段下降的快慢的臨近頻段下降的快慢程度憑

28、估計(jì)而定程度憑估計(jì)而定 ok6 . 5okom384 .32第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2動(dòng)態(tài)計(jì)算動(dòng)態(tài)計(jì)算11)(saTTssGc2確定超前校正安裝的特征參數(shù)及傳送函數(shù)確定超前校正安裝的特征參數(shù)及傳送函數(shù)okom384 .32 計(jì)算分度系數(shù)計(jì)算分度系數(shù)2 . 438sin138sin1sin1sin1oomma)(2 . 62 . 4lg20lg20)(lg20)(dBajGLLmcmcm)(2 . 6)()()(dBLLLLmmcccckmm確定最大相位超前角度確定最大相位超前角度所在頻率所在頻率和時(shí)間常數(shù)和時(shí)間常數(shù)T 第第 5

29、 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ))( sGc)(sGc)(sGc)(sGc)( sG)( sH)(1sG)(1sG)(1sG)( sH)( sH)( sH)(2sG)(2sG)(2sG)( sN（ a ） 串 聯(lián) 校 正（ b ） 并 聯(lián) 校 正（ c ） 補(bǔ) 償 原 理 性 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正（ d ） 補(bǔ) 償 擾 動(dòng) 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正)( sU)( sU)( sU)( sU)( sY)( sY)( sY)( sY5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正)()()(sGsGsGckk0)()()(ccckc

30、kLLL)()(ckccLL第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2動(dòng)態(tài)計(jì)算動(dòng)態(tài)計(jì)算11)(saTTssGc2確定超前校正安裝的特征參數(shù)及傳送函數(shù)確定超前校正安裝的特征參數(shù)及傳送函數(shù)okom384 .32 計(jì)算分度系數(shù)計(jì)算分度系數(shù)2 . 438sin138sin1sin1sin1oomma)(2 . 62 . 4lg20lg20)(lg20)(dBajGLLmcmcm)(2 . 6)()()(dBLLLLmmcccckmm確定最大相位超前角度確定最大相位超前角度所在頻率所在頻率和時(shí)間常數(shù)和時(shí)間常數(shù)T 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正

31、控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)0 . 111 0 06 . 3012s- 129+ 1 2 . 4 6- 2 0- 4 0- 6 . 20+ 2 0+ 4 012- 1- 23- 9 0- 1 8 0- 2 7 0oooo3+ 3 8o- 24 . 41 8 . 5ccdBccmcm)(kL)(cL)(kL)(2 . 6)(dBLck)(91scm)(227. 092 . 4saTm11)(saTTssGc15 .18114 . 411054. 01227. 0ssss第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)0 . 11

32、1 0 06 . 3012s- 129+ 1 2 . 4 6- 2 0- 4 0- 6 . 20+ 2 0+ 4 012- 1- 23- 9 0- 1 8 0- 2 7 0oooo3+ 3 8o- 24 . 41 8 . 5ccdBccmcm)(kL)(cL)(kL3驗(yàn)證驗(yàn)證)(sGc能否滿足要求能否滿足要求)()()(sGsGsGck) 15 . 0(20ss1054. 01227. 0ssoc5 .50第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.1串聯(lián)超前校正串聯(lián)超前校正)2(40ssK1054.01227.0

33、2.41ss)2(424ss)(sU)(sY)(sU)( sYK0 = 4.2X10424選擇詳細(xì)的校正電網(wǎng)絡(luò)選擇詳細(xì)的校正電網(wǎng)絡(luò)選無(wú)源超前校正網(wǎng)絡(luò)并同時(shí)調(diào)整選無(wú)源超前校正網(wǎng)絡(luò)并同時(shí)調(diào)整K0的值的值 111)(saTTsasGc2 . 411054. 01227. 0ss)2(40ssK1054.01227.02.41ss)2(424ss)( sU)( sY)( sU)( sY校正前校正前校正后校正后校正安裝校正安裝第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.2串聯(lián)滯后校正串聯(lián)滯后校正1有源滯后校正電網(wǎng)絡(luò)有源滯后校

34、正電網(wǎng)絡(luò)比例系數(shù)比例系數(shù) 分度系數(shù)分度系數(shù) 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) )(cL)(cmLmcKlg20aT1m1)(tui)(tuo1R2Rc3RT1aKc/lg2012R1132RRRKc1232RRRacRRRRT323211)()()(aTsTsKsUsUsGcioc第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)1有源滯后校正電網(wǎng)絡(luò)有源滯后校正電網(wǎng)絡(luò))(cL)(cmLmcKlg20aT1m1)(tui)(tuo1R2Rc3RT1aKc/lg2012R2211lg201)lg(20lg201lg20aKTaTKaTKccc22)(1lg20)(1lg2

35、0lg20)(aTTKLcc)arctan()arctan()(aTTc第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ))(cL)(cmLmcKlg20aT1m1)(tui)(tuo1R2Rc3RT1aKc/lg2012R1有源滯后電網(wǎng)絡(luò)有源滯后電網(wǎng)絡(luò)0)(ddc頻率特性具有具有頻率特性具有具有PI 控制律的特征，控制律的特征，其校正作用主要是改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能其校正作用主要是改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能 )arctan()arctan()(aTTc211Tam11arcsin)(aamcmaKLLcmcmlg20)(第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系

36、統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.2串聯(lián)滯后校正串聯(lián)滯后校正2無(wú)源滯后校正電網(wǎng)絡(luò)無(wú)源滯后校正電網(wǎng)絡(luò)比例系數(shù)比例系數(shù) 分度系數(shù)分度系數(shù) 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) )(cL)(cmLmalg201)(tui)(tuo1R2Rc12maT1T11111)()()(aTsTsaTsTsKsUsUsGcioc1221RRRacRT21cK第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.2串聯(lián)滯后校正串聯(lián)滯后校正2無(wú)源滯后校正電網(wǎng)絡(luò)無(wú)源滯后校正電網(wǎng)絡(luò)無(wú)源滯后校正安裝和無(wú)源滯后校正安裝和附加放大器

37、二者相附加放大器二者相串聯(lián)的綜合校正作用串聯(lián)的綜合校正作用等效于有源滯后校正等效于有源滯后校正安裝的校正作用安裝的校正作用)(cL)(cmLmalg201)(tui)(tuo1R2Rc12maT1T1通常通常a取取10左右左右 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)無(wú)源滯后校正特性無(wú)源滯后校正特性有源滯后校正特性有源滯后校正特性)(cL)(cmLmcKlg20aT1m1) (tui) (tuo1R2Rc3RT1aKc/lg20R12)(cL)(cmLmalg2012m1) (tui) (tuo1R2RcaT1T1有源校正安裝的校正作用可用無(wú)

38、源校正安裝輔之以附加放大器或增有源校正安裝的校正作用可用無(wú)源校正安裝輔之以附加放大器或增大未校正系統(tǒng)開環(huán)增益來(lái)實(shí)現(xiàn)大未校正系統(tǒng)開環(huán)增益來(lái)實(shí)現(xiàn) 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.2串聯(lián)滯后校正串聯(lián)滯后校正3串聯(lián)滯后校正的校正作用串聯(lián)滯后校正的校正作用把無(wú)源滯后校正安裝直接串聯(lián)于系統(tǒng)前向通路，可提高系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定把無(wú)源滯后校正安裝直接串聯(lián)于系統(tǒng)前向通路，可提高系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性但同時(shí)將使呼應(yīng)速度變慢。這種校正作用的實(shí)現(xiàn)靠的是無(wú)源滯后安裝的性但同時(shí)將使呼應(yīng)速度變慢。這種校正作用的實(shí)現(xiàn)靠的是無(wú)源滯后安裝的高頻幅值衰

39、減特性高頻幅值衰減特性2T1c為防止滯后安裝的相位滯后角引起相位裕量減小，滯后安裝轉(zhuǎn)機(jī)頻率為防止滯后安裝的相位滯后角引起相位裕量減小，滯后安裝轉(zhuǎn)機(jī)頻率=須遠(yuǎn)小于校正后系統(tǒng)的增益交界頻率須遠(yuǎn)小于校正后系統(tǒng)的增益交界頻率串聯(lián)滯后校正適用于動(dòng)態(tài)質(zhì)量好但穩(wěn)態(tài)精度差、或者穩(wěn)態(tài)精度和穩(wěn)定性串聯(lián)滯后校正適用于動(dòng)態(tài)質(zhì)量好但穩(wěn)態(tài)精度差、或者穩(wěn)態(tài)精度和穩(wěn)定性均差但對(duì)快速性要求不高的系統(tǒng)校正均差但對(duì)快速性要求不高的系統(tǒng)校正 用有源滯后校正安裝或無(wú)源滯后校正安裝另附加放大器實(shí)施串聯(lián)滯用有源滯后校正安裝或無(wú)源滯后校正安裝另附加放大器實(shí)施串聯(lián)滯后校正可提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度而不致動(dòng)態(tài)質(zhì)量變壞。這種校正作用主要是利后校正可提高系

40、統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度而不致動(dòng)態(tài)質(zhì)量變壞。這種校正作用主要是利用校正安裝低頻幅頻特性大于高頻幅頻特性這一特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的用校正安裝低頻幅頻特性大于高頻幅頻特性這一特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.2串聯(lián)滯后校正串聯(lián)滯后校正例例參數(shù)參數(shù) K0 為可調(diào)理參數(shù)，要求校正后系統(tǒng)為可調(diào)理參數(shù)，要求校正后系統(tǒng)解：解：1靜態(tài)計(jì)算靜態(tài)計(jì)算) 15 . 0(2)2(4)(00ssKssKsGk1確定參數(shù)確定參數(shù)K)11.0)(12.0(sssK13.5217.3ss)11.0)(12.0(40sss)( sU)( sY)(

41、sY)( sU)(401*sKvoc40*)(21*sc40)(lim0KsGsKKksvv第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)0.111000s-1-90-180-270oooo101005+20+40+60-200123s-12.712.50.01-1-2-3-2123+230.0190.27ccdBcc-1)(cL)(kL)(kL2繪制未校正繪制未校正系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率曲線圖頻率曲線圖)(5 .121scoc5 .29第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2動(dòng)態(tài)計(jì)算

42、動(dòng)態(tài)計(jì)算11)(saTTssGc1預(yù)選校正后系統(tǒng)的增益交界頻率預(yù)選校正后系統(tǒng)的增益交界頻率c現(xiàn)選現(xiàn)選 )(7 . 21sc)(21*sc2確定滯后安裝特征參數(shù)及傳送函數(shù)確定滯后安裝特征參數(shù)及傳送函數(shù)選擇滯后安裝轉(zhuǎn)角頻率選擇滯后安裝轉(zhuǎn)角頻率 )(27. 01 . 012sc確定時(shí)間常數(shù)確定時(shí)間常數(shù)T)(7 . 327. 0112sT無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò)無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò) 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 確定分度系數(shù)確定分度系數(shù)aLLccclg20)()(2aLLcccklg20)()()(23)7 . 2()(dBLLkck3 .14a)(cL)(

43、cmLmalg2012m1) (tui) (tuo1R2RcaT1T111)(aTsTssGc1019. 01127. 0113 .5217 . 3ssss第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)0.111000s-1-90-180-270oooo101005+20+40+60-200123s-12.712.50.01-1-2-3-2123+230.0190.27ccdBcc-1)(cL)(kL)(kL)(23)7 . 2()(dBLLkck第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ))( sG

44、c)(sGc)(sGc)(sGc)( sG)( sH)(1sG)(1sG)(1sG)( sH)( sH)( sH)(2sG)(2sG)(2sG)( sN（ a ） 串 聯(lián) 校 正（ b ） 并 聯(lián) 校 正（ c ） 補(bǔ) 償 原 理 性 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正（ d ） 補(bǔ) 償 擾 動(dòng) 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正)( sU)( sU)( sU)( sU)( sY)( sY)( sY)( sY5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正)()()(sGsGsGckk0)()()(ccckckLLL)()(ckccLL第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工

45、程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)0.111000s-1-90-180-270oooo101005+20+40+60-200123s-12.712.50.01-1-2-3-2123+230.0190.27ccdBcc-1)(cL)(kL)(kL)(sGc1019. 01127. 0113 .5217 . 3ssss第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)0.111000s-1-90-180-270oooo101005+20+40+60-200123s-12.712.50.01-1-2-3-2123+230.0190.27ccdBcc-1)(cL)(k

46、L)(kL3驗(yàn)證驗(yàn)證)(sGc能否滿足要求能否滿足要求 )(7 . 21scoc5 .41第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.2串聯(lián)滯后校正串聯(lián)滯后校正)11.0)(12.0(sssK13.5217.3ss)11.0)(12.0(40sss)( sU)( sY)( sY)( sU)11.0)(12.0(sssK13.5217.3ss)11.0)(12.0(40sss)( sU)( sY)(sY)(sU校正前校正前校正后校正后校正安裝校正安裝第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程

47、控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5.3.4串聯(lián)校正綜合法串聯(lián)校正綜合法希望對(duì)數(shù)幅頻曲線的繪制方法希望對(duì)數(shù)幅頻曲線的繪制方法 1低頻段曲線低頻段曲線按給定的穩(wěn)態(tài)精度設(shè)計(jì)目確實(shí)定按給定的穩(wěn)態(tài)精度設(shè)計(jì)目確實(shí)定 2中頻段曲線中頻段曲線為使校正后系統(tǒng)具有足夠的相對(duì)穩(wěn)定性裕量，為使校正后系統(tǒng)具有足夠的相對(duì)穩(wěn)定性裕量，中頻段斜率須取中頻段斜率須取，上下延伸覆蓋的頻程長(zhǎng)度，上下延伸覆蓋的頻程長(zhǎng)度decdB/2023h應(yīng)適當(dāng)大。應(yīng)適當(dāng)大。 32*c通常，中頻段上下轉(zhuǎn)角頻率可根據(jù)通常，中頻段上下轉(zhuǎn)角頻率可根據(jù)并思索未校正系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線適當(dāng)確定。并思索未校正系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線適當(dāng)確定。3高頻

48、段曲線高頻段曲線普通與未校正系統(tǒng)的高頻段相重合，普通與未校正系統(tǒng)的高頻段相重合，至少它們的斜率該當(dāng)一樣至少它們的斜率該當(dāng)一樣 4低、中頻段銜接頻段低、中頻段銜接頻段斜率與這兩段的斜率相差斜率與這兩段的斜率相差5中、高頻段銜接頻段中、高頻段銜接頻段斜率取斜率取 decdB/20decdB/40或或decdB/60第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正例例解：解：1靜態(tài)計(jì)算靜態(tài)計(jì)算1確定參數(shù)確定參數(shù)K70)(lim0*KssGKksv) 102. 0)(112. 0()(sssKsGk)(701*sKv)(131*sco

49、c39*5.3.4串聯(lián)校正綜合法串聯(lián)校正綜合法第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)0.111003.75+20+40+60-20-400123s-1-2-3-2-124508.3 13450.7-1-1+1123cdB)(kL)(cL)(dL1繪制未校正繪制未校正系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率曲線圖頻率曲線圖)(241scoccoockoc5 . 602. 0arctan12. 0arctan90180)(180第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)2動(dòng)態(tài)計(jì)算動(dòng)態(tài)計(jì)算1繪制希望對(duì)數(shù)幅

50、頻曲線繪制希望對(duì)數(shù)幅頻曲線低頻段曲線低頻段曲線按給定的穩(wěn)態(tài)精度設(shè)計(jì)目確實(shí)定按給定的穩(wěn)態(tài)精度設(shè)計(jì)目確實(shí)定 中頻段曲線中頻段曲線斜率取斜率取decdB/20高頻段曲線高頻段曲線與未校正系統(tǒng)的高頻段相重合與未校正系統(tǒng)的高頻段相重合 低、中頻段銜接頻段低、中頻段銜接頻段斜率與這兩段的斜率相差斜率與這兩段的斜率相差中、高頻段銜接頻段中、高頻段銜接頻段與未校正系統(tǒng)的高頻段相重合與未校正系統(tǒng)的高頻段相重合decdB/20)(4513s)(75. 3)(132*2sc第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)0.111003.75+20+40+60-20-40

51、0123s-1-2-3-2-124508.3 13450.7-1-1+1123cdB)(kL)(cL)(dL希望對(duì)數(shù)幅希望對(duì)數(shù)幅頻率曲線頻率曲線) 1() 1() 1() 1() 1022. 0() 112. 0() 143. 1 () 127. 0() 1451() 13 . 81() 17 . 01() 175. 31()(2211saTsTsaTsTsssssssssGc)(131*sc2確定校正安裝傳送函數(shù)確定校正安裝傳送函數(shù) 校正安裝的對(duì)數(shù)幅頻曲線校正安裝的對(duì)數(shù)幅頻曲線 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)3驗(yàn)證驗(yàn)證)(sGc能

52、否滿足要求能否滿足要求) 102. 0)(1022. 0)(143. 1 () 127. 0(70)()()()(ssssssGsGsGsGckdk )(180ckoc02. 0arctan022. 0arctan43. 1arctan9027. 0arctan180cccocoo6 .46)(131*scc)(70)(lim10sssGKksv第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正4選擇詳細(xì)的校正安裝選擇詳細(xì)的校正安裝校正安裝校正安裝5.3.4串聯(lián)校正綜合法串聯(lián)校正綜合法)1022.0)(143.1()112.0)

53、(127.0(ssss)102.0)(112.0(70sss)(sU)( sY第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.4 反響校正反響校正【要點(diǎn)【要點(diǎn)1】比例反響校正可減小時(shí)間常數(shù)、提高反響速度比例反響校正可減小時(shí)間常數(shù)、提高反響速度 5.4.1 反響校正作用反響校正作用)(1sG)(1sG)(2sG)(2sG)(3sG)(3sG)(sGc1X1X2X2X)(sY)(sU)(sU)(sY1)(222sTKsGccKsG)(11)()(1)()()()(2222212sTKKKsTKsGsGsGsXsXsGcccb2221TKKTTc222

54、1KKKKKc第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.4 反響校正反響校正【要點(diǎn)【要點(diǎn)1】比例反響校正可減小時(shí)間常數(shù)、提高反響速度比例反響校正可減小時(shí)間常數(shù)、提高反響速度 5.4.1 反響校正作用反響校正作用)(1sG)(1sG)(2sG)(2sG)(3sG)(3sG)(sGc1X1X2X2X)(sY)(sU)(sU)(sYccKsG)(12)(2222222sTsTKsG1 212)()()(22222222212sTsTKKKsTsTKsXsXsGccb2221TKKTTc2221KKKKKc2221cKK第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)

55、的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.4 反響校正反響校正【要點(diǎn)【要點(diǎn)2】反響校正可減小系統(tǒng)某些參數(shù)變化對(duì)控制造用的影響反響校正可減小系統(tǒng)某些參數(shù)變化對(duì)控制造用的影響5.4.1 反響校正作用反響校正作用)(1sG)(1sG)(2sG)(2sG)(3sG)(3sG)( sGc1X1X2X2X)( sY)( sU)( sU)( sY假定假定)(2sG中的參數(shù)隨系統(tǒng)工況的變化而變化中的參數(shù)隨系統(tǒng)工況的變化而變化 )()()(122sXsGsX)()()()(2222sGsdGsXsdX)()()(122sXsdGsdX)(1sG)(1sG)(2sG)(2sG)(3sG)

56、(3sG)( sGc1X1X2X2X)( sY)( sU)( sU)( sY)()()(1)()(1222sXsGsGsGsXc22122)()(1 )()()(sGsGsXsdGsdXc)()(1 1)()()()(22222sGsGsGsdGsXsdXc第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.4 反響校正反響校正5.4.1 反響校正作用反響校正作用)(1sG)(1sG)(2sG)(2sG)(3sG)(3sG)( sGc1X1X2X2X)( sY)( sU)( sU)( sY【要點(diǎn)【要點(diǎn)3】反響校正可消除系統(tǒng)中某些環(huán)節(jié)的不良特性，反響校

57、正可消除系統(tǒng)中某些環(huán)節(jié)的不良特性， 代之以期望特性代之以期望特性 )()(1)()(22jGjGjGjGccb1)()(2jGjGc)(1)()()()(22jGjGjGjGjGcccb第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.4 反響校正反響校正5.4.1 反響校正作用反響校正作用【要點(diǎn)【要點(diǎn)4】對(duì)放大環(huán)節(jié)實(shí)施比例正反響校正可極大地提高系統(tǒng)增益對(duì)放大環(huán)節(jié)實(shí)施比例正反響校正可極大地提高系統(tǒng)增益kck)( sY)( sUcKKKUY1KKc1KKKKUYc1第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控

58、制基礎(chǔ)5.5 順饋校正與復(fù)合控制系統(tǒng)順饋校正與復(fù)合控制系統(tǒng))( sGc)( sGc)( sGc)( sGc)(sG)(sH)(1sG)(1sG)(1sG)( sH)( sH)( sH)(2sG)(2sG)(2sG)(sN（a）串聯(lián)校正（b）并聯(lián)校正（c）補(bǔ)償原理性誤差的順饋（前饋）校正（d）補(bǔ)償擾動(dòng)誤差的順饋（前饋）校正)(sU)(sU)( sU)( sU)( sY)( sY)(sY)(sY按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制 按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制 第第 5 5 章章 控制系統(tǒng)的綜合與校正控制系統(tǒng)的綜合與校正機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)5.5 順饋校正與復(fù)合控制系統(tǒng)順饋校正與復(fù)合控制系統(tǒng)5.5.1 按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制原理按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制原理)(sGc)(sGc)(sGc)(sGc)( sG)( sH)(1sG)(1sG)(1sG)(sH)(sH)(sH)(2sG)(2sG)(2sG)(sN（ a） 串 聯(lián) 校 正（ b） 并 聯(lián) 校 正（ c） 補(bǔ) 償 原 理 性 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正（ d） 補(bǔ) 償 擾 動(dòng) 誤 差 的 順 饋 （ 前 饋 ） 校 正)( sU)( sU)