6-2常用的校正装置及其.ppt

第六章 线性系统的校正方法 6-2 常用的校正装置及其特性 (1). 无源超前网络（相位超前串联校正） C.无源超前网络的零极点 D.无源超前网络的频率特性 幅相曲线（奈氏图） 对数频率 对数频率曲线（波特图） 说明 (2). 无源滞后网络（相位滞后串联校正） C.无源滞后网络的零极点 D.无源滞后网络的频率特性 对数频率曲线（波特图） 说明 作用 (3). 无源滞后-超前网络 对数频率曲线（波特图） (4). 常用无源校正网络 2. 有源校正网络 图6－17 有源微分网络及其等效电路 常用有源校正网络 3. PID控制器 （1）PID控制器的结构 图6－18 PID控制原理性结构 （2）PID控制器的调整 图6-19,6-20 （3）PID控制器的使用 Kd－微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适的情况下，可以减少超调，减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。此外，微分反映的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成PD或PID控制器。 置位与观察站：在置位与观察站上，包含测量指示器、控制指示器、给定值指示器、手动/自动转换开关、手动驱动置位以及本机给定值置位等。 控制站：在控制站上，包含P，I，D三种作用的置位、本机给定值－远区给定值转换开关、正－反转换开关、闭环控制mc的上下界的置位。 比例作用：其单位在标记PS（比例区）下给出,由下式定义： 积分作用：其单位以min（分）来标度，就是所显示的Ti的值。或单位以/min（/分）来标度，就是所显示的1/Ti的值。 微分作用：其单位以s（秒）来标度，就是所显示的系数Td的值。 其中三个基本参数Kp、Ki、Kd在实际控制中的作用： Kp－比例调节作用：是按比例反映系统的偏差，系统一旦出现偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少误差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。 Ki－积分调节作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器 该PID算法应用范围十分广泛，最常见的是用于对温度控制要求较高的环境。 * * 6-2 常用的校正装置及其特性 6-0 引言 6-1 系统的设计与校正问题 6-3 串联校正 6-4 反馈校正 6-5 复合校正 1. 无源校正网络 2. 有源校正网络 3. PID控制器 无源校正网络 (1). 无源超前网络 (2). 无源滞后网络 (3). 无源滞后-超前网络 (4). 常用无源校正网络 R1 C R2 U1 U2 图6－12无源超前网络 A.无源超前网络电路图： a:分度系数 （相位超前深度） T:时间常数 B.无源超前网络的传递函数： j 相位超前最大点 (Xm,Ym) 说明： 仅与a有关。a越大，超前网络的微分响应越强。 为提高信噪比，实际的分度系数a一般不超过20。 【20dB】 即：最大超前角频率氏1/aT和1/T的几何中心。 R1 C R2 U1 U2 图6-14 无源滞后网络 A.无源滞后网络电路图： B.无源滞后网络的传递函数： b:滞后网络的分度系数 （相位滞后深度） T:时间常数 j 幅相曲线（奈氏图） 相位滞后最大点 (Xm,Ym) 【-20dB】 滞后网络在频率1/T和1/bT之间呈积分效应，而对数相频特性呈滞后特性。 采用无源滞后网络进行串联校正时，主要是利用其高频幅值衰减的特性，以降低系统的开环截止频率，提高系统的相角裕度。 力求避免最大滞后角发生在已校正系统开环截至频率ωc”附近。 图6－16无源滞后-超前网络 A.无源滞后-超前网络电路图： B.无源滞后-超前网络的传递函数： R1 C1 R2 U1 U2 C2 滞后部分 超前部分 -20lga 【-20】 【0】 【20】 图6-16无源滞后－超前网络对数幅频特