控制工程基础ch6讲解.ppt

6.1 控制系统校正的概念 所谓校正（或称补偿）就是给系统附加一些具有某种典型环节特性的电网络，运算部件或测量装置等，靠这些装置的配置来有效地改善整个系统的控制性能。 按校正装置在系统中的连接方式分： 顺馈校正、串联校正和并联校正 顺馈校正 串联校正 并联校正（反馈校正） 典型伯德图对数幅频特性曲线的三个频段 6.2 串联校正 6.2.1串联超前校正 超前校正的作用 6.2 串联校正 6.2.2串联滞后校正 滞后校正的作用 6.2.3滞后-超前校正 例6.2.1 校正前系统和校正网络的伯德图I线和II线所示，试确定串联超前校正装置传递函数Gc(s)，校正后传递函数G2(s)；并分别求出校正前后的系统相位裕度。 例6.2.2 设单位反馈系统开环传递函数为 例6.2.2 设单位反馈系统开环传递函数为 6.3 反馈校正 特点： 一、利用反馈校正改变局部结构和参数 1、比例反馈包围积分环节 2、比例反馈包围惯性环节 3、微分反馈包围惯性环节 4、微分反馈包围振荡环节 二、利用反馈校正取代局部结构 控制系统的综合与校正 * 第6章 控制系统的综合与校正 综合与校正 性能分析 一个系统，元部件参数已定，分析它能达到什么指标，能否满足所要求的各项性能指标； 若系统不能全面地满足所要求的性能指标，就要考虑对原系统增加些必要的元件或环节，使系统能够全面地满足所要求的性能指标。 控制系统的性能指标 时域性能指标 --根据系统在典型输入下输出响应的某些特点统一规定的 频域性能指标 补偿器放在 系统回路之外 不影响特征方程，对稳定性无影响 - - - × × - - 被校正对象是指受控对象(如飞行器、车床、锅炉等)和按生产需求或其他因素选定的各种部件(如电机、功率放大装置、传输装置等)所构成的整体，是控制系统的既定部分 (1) 低频段的斜率大、增益高，对应系统稳态精度高； (2) 中频段穿越0dB线的斜率为 -20dB/dec，且这一斜率应有一定的延伸段，则系统的稳定储备好； (3) ωc越高系统的快速性越好； (4) 高频段衰减越快，系统抗高频干扰的能力强。 - 利用相角超前特点 改善了原系统的稳定性，又提高了系统的快速性。 不能提高稳态精度，否则会降低系统抗高频干扰的能力。 × - - 利用幅值衰减作用使系统稳定的，以牺牲快速性换取稳定性。 滞后校正不改变低频段的特性，故对稳态精度无破坏作用。相反，还允许适当提高开环增益，进一步改善稳态精度。 对于高精度、而快速性要求不高的系统采用滞后校正。如恒温控制等。 × 滞后网络 超前网络 解：校正前的传递函数为 校正网络的传递函数为 L(ω)/dB ω 40 20 0 -20 10 1 21.6 100 -20 -40 20 I II 校正后的传递函数为 2 校正前 L(ω)/dB ω 40 20 0 -20 10 1 21.6 100 -20 -40 20 I II 校正后 2 画校正前、后系统的开环伯德图，分析稳定裕度的变化，及系统各项性能的变化。 画校正前、后系统的开环伯德图，分析稳定裕度的变化，及系统各项性能的变化。 = 46.9o 校正后系统相位裕度大于零，接近50o，稳定性增强；剪切频率下降，快速性有所下降；稳态速度误差系数保持10不变，稳态精度不受影响。 一、它能有效地改变被包围环节的动态结构和参数； 二、在一定条件下，反馈校正甚至能 完全取代被包围环节，从而可以 减弱这部分环节由于特性参数变化及 各种干扰给系统带来的不利影响。 积分环节 → 惯性环节 - × 惯性环节 → 惯性环节(T↓) - × - × 惯性环节 → 惯性环节(T↑) - × 振荡环节 →振荡环节(?↑) * *