第六章線性系統(tǒng)的校正方法

本章主要包括：第一節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題第二節(jié)常用校正裝置及其特性第三節(jié)串聯(lián)校正第四節(jié)反饋校正第五節(jié)復(fù)合校正主要內(nèi)容控制系統(tǒng)校正的基本概念、常用校正方法和常見校正裝置的特性，掌握利用頻率特性進(jìn)行串聯(lián)引前、滯后、引前—滯后校正和反饋校正的原理和基本方法，同時(shí)了解前饋校正的原理。

本章難點(diǎn)掌握頻率特性法進(jìn)行系統(tǒng)串聯(lián)引前、滯后以及超前—滯后校正裝置綜合的原理和方法,以及何時(shí)采用何種校正方法等問(wèn)題,了解反饋校正的原理和方法。6-1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題基本概念（1）當(dāng)確定了被控對(duì)象后，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)來(lái)確定控制方案，進(jìn)而選擇傳感器、控制器、放大器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等就構(gòu)成了控制系統(tǒng)的基本部分，這些基本部分稱為不可變部分（除了控制器參數(shù)、放大器的增益可適當(dāng)調(diào)整，其余參數(shù)均固定不便）。當(dāng)由系統(tǒng)不可變部分組成的控制系統(tǒng)不能全面滿足設(shè)計(jì)需求的性能指標(biāo)時(shí)，在已選定的系統(tǒng)不可變部分基礎(chǔ)上，還需要增加必要的元件，使重新組合起來(lái)的控制系統(tǒng)能全面滿足設(shè)計(jì)要求的性能指標(biāo)，這就是控制系統(tǒng)的綜合與校正問(wèn)題。

控制系統(tǒng)的綜合與校正問(wèn)題，是在已知下列條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，即

1已知控制系統(tǒng)的不可變部分的特性與參數(shù)；

2已知對(duì)控制系統(tǒng)提出的全部性能指標(biāo)。根據(jù)第一個(gè)條件初步確定一個(gè)切實(shí)可行的校正方案，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)第二個(gè)條件；利用本章將要介紹的理論來(lái)確定校正元件的參數(shù)。

控制系統(tǒng)的綜合與校正問(wèn)題與前面講解的分析問(wèn)題既有聯(lián)系又有差異；分析問(wèn)題，是在已知控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式與全部參數(shù)的基礎(chǔ)上，求取系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，以及這些性能指標(biāo)與系統(tǒng)參數(shù)間的關(guān)系。而綜合與校正問(wèn)題，是在給定系統(tǒng)不可變部分的基礎(chǔ)上，按系統(tǒng)應(yīng)有的性能指標(biāo)，尋求全面滿足性能指標(biāo)的校正方案，并合理確定校正元件的參數(shù)。因此，綜合與校正問(wèn)題不像分析問(wèn)題那么簡(jiǎn)單，也就是說(shuō)，能全面滿足性能指標(biāo)的控制系統(tǒng)并不是唯一的。按校正裝置的連接方式分：串聯(lián)校正反饋校正前饋校正復(fù)合校正串聯(lián)校正反饋校正前饋校正復(fù)合校正線性系統(tǒng)的基本控制規(guī)律

校正裝置中最常用的是PID控制規(guī)律。PID控制是比例積分微分控制的簡(jiǎn)稱。在科學(xué)技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展的今天，涌現(xiàn)出許多新的控制方法，但PID由于它自身的優(yōu)點(diǎn)仍然是得到最廣泛應(yīng)用的基本控制規(guī)律。PID控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)原理簡(jiǎn)單，使用方便；(2)適應(yīng)性強(qiáng),按PID控制規(guī)律進(jìn)行工作的控制器早已商品化，即使目前最新式的過(guò)程控制計(jì)算機(jī)，其基本控制功能也仍然是PID控制；(3)魯棒性強(qiáng)，即其控制品質(zhì)對(duì)被控制對(duì)象特性的變化不大敏感。

在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正中，PID控制規(guī)律的優(yōu)越性是明顯的，它的基本原理卻比較簡(jiǎn)單?；綪ID控制規(guī)律可描述為這里KP

、KI

、KD

為常數(shù)。設(shè)計(jì)者的問(wèn)題是如何恰當(dāng)?shù)亟M合這些元件或環(huán)節(jié)，確定連接方式以及它們的參數(shù)，以便使系統(tǒng)全面滿足所要求的性能指標(biāo)?；究刂埔?guī)律+-R(s)C(s)M(s)P控制器方框圖+-R(s)C(s)M(s)PD控制器方框圖te(t)tm(t)微分作用的波形圖+-R(s)C(s)+-R(s)C(s)M(s)C(s)+-R(s)PI控制器方框圖+-R(s)C(s)M(s)t10m(t)0tPI控制器的輸入與輸