1、1,第6章 控制系統(tǒng)的校正,自動(dòng)控制理論主要完成： （1）系統(tǒng)分析 系統(tǒng)分析是在建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上分析控制系統(tǒng)的性能。 方法：時(shí)域法、根軌跡法、頻率特性 （2）系統(tǒng)綜合(經(jīng)典控制理論稱為校正) 是一種原理性的局部設(shè)計(jì),即在系統(tǒng)的基本部分,通常是受控對象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和測量元件等主要部件已經(jīng)確定的條件下，設(shè)計(jì)校正裝置的傳遞函數(shù)和調(diào)整系統(tǒng)放大系數(shù)，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)滿足一定的要求。,6.1 系統(tǒng)校正概述 在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，引入某些參數(shù)可以根據(jù)需要而改變的輔助裝置，來改善系統(tǒng)的性能，這里所用的輔助裝置又叫校正裝置。 系統(tǒng)校正：一般說來，原始系統(tǒng)除放大器增益可調(diào)外，其結(jié)構(gòu)參數(shù)不能任意改變，有的地方將

2、這些部分稱之為“不可變部分”。這樣的系統(tǒng)常常不能滿足要求。如為了改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能可考慮提高增益，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性常常受到破壞，甚至有可能造成不穩(wěn)定。為此，常常引入校正裝置，改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能，使系統(tǒng)滿足指標(biāo)要求。,2,一、校正的基本方式有三種：（1）串聯(lián)校正 （2）并聯(lián)校正 （3）反饋校正,3,（1）串聯(lián)校正,4,（2）并聯(lián)校正,5,（3）反饋校正,6,(4)復(fù)合控制校正方式,7,二、控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)（校正依據(jù)） （1）穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo) 穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù) 。反映系統(tǒng)控制精度,（2）暫態(tài)性能指標(biāo) 時(shí)域指標(biāo)： 調(diào)整時(shí)間 最大超調(diào)量 頻域指標(biāo)：開環(huán) 閉環(huán),8,開環(huán)頻域指標(biāo)： 截止頻率（幅值

3、穿越頻率） 相穩(wěn)定裕度 模穩(wěn)定裕度,9,閉環(huán)頻域指標(biāo)： 頻帶 諧振頻率 諧振峰值,10,直接或間接反映了系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)的快慢。,直接或間接反映了系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)的振蕩 劇烈程度,11,二階系統(tǒng)指標(biāo)互換： （1）時(shí)域指標(biāo) （2）開環(huán)頻域指標(biāo) （3）閉環(huán)頻域指標(biāo),12,13,原系統(tǒng)頻率特性+校正裝置頻率特性=希望頻率特性,串聯(lián)校正包括：超前、滯后、滯后-超前三種形式。,6.2 串聯(lián)校正,超前校正：,6.2.1 超前校正 1、超前網(wǎng)絡(luò),14,令,為研究方便,開環(huán)增益下降 倍，因此需提高增益加以補(bǔ)償。,稱為深度系數(shù),稱為衰減系數(shù),15,的頻率特性曲線,16,特點(diǎn)： （1）,幅度拉多高與a（倍頻比）有關(guān) （2）,17,18,特點(diǎn)：（1）相角超前，幅度增加 （2）一級超前網(wǎng)絡(luò)最大超前角為60度 （3）較常采用5a10（20）,最有效 ,效率較高，當(dāng)a20， 隨a值增加變化較小，同時(shí)衰減嚴(yán)重。,19,2 串聯(lián)超前校正 實(shí)質(zhì)利用超前網(wǎng)絡(luò)相角超前特性提高系統(tǒng)相角裕度,20,超前校正步驟：,21,若不滿足要求，重新選擇 （增加 ），重復(fù)以上步驟,22,設(shè)控制系統(tǒng)如圖所示，若要求系統(tǒng)在單位斜坡輸入信號作用時(shí)，位置輸出穩(wěn)態(tài)誤差 ,開環(huán)系統(tǒng)截止頻率 ，相角裕度 ，幅值裕度 ，試設(shè)計(jì)一個(gè)超前校正網(wǎng)絡(luò)。,23,解：（1）,（2）,24,25,26,練習(xí) 為滿足要求的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)，一單位反饋伺服系統(tǒng)