第八章反馈控制系统设计1.ppt

第十七讲：系统校正与超前网络设计 （8-1， 8-2 ，8-3， 8-4单元，4学时） 8-1 控制系统指标、参数及其调节回顾 1、时域动态性能指标及其调节 A、动态性能指标（二阶欠阻尼闭环系统） 上升时间 峰值时间 调节时间 超调量 　　　　注意:超调量只与 有关！ B、动态性能指标/模型参数（闭环系统） C、动态性能指标调节分析 C、动态性能指标调节分析 D、频域指标对动态性能指标的调节分析 E、其它措施对动态性能指标的调节分析 3、 附加开环零点（微分型调节） 根轨迹左弯，有利于稳定性，主要用于改善过渡过程，提高相角裕度，产生闭环积分效应。 这些措施已经是校正措施了。接下来还会详细讨论。 5、调节开环增益（比例调节） 主要用于改善稳态精度；对过渡过程和 稳定性的影响，由根轨迹决定。 6、 高阶系统的瞬态模式由闭环极点决定， 越远离虚轴，对过渡过程的影响越弱； 7、 各瞬态模式的强度由零、极点相对分布 决定，主导极点影响最大，偶极子的影 响可以对消、忽视。 2、时域稳态性能指标及其调节 A、稳态性能指标（闭环系统） 误差系数与典型输入有关，总的原则是保证足够大的误差系数。 取不同的 B、稳态性能指标调节分析 由开环参数来调节闭环系统指标！ 1、系统型数V， V ↑→ 系统跟踪能力↑ 系统稳定性↓ （积分调节，根轨右弯） 2、开环增益系数K， （最便捷的调节手段） K ↑→ 系统稳态误差↓ 系统稳定性，动态响应受影响 3、扰动补偿 4、提高元件精度 3、系统稳定性与指标、参数的调节 A、S平面内 衰减系数（负实部）δ δ ↑→系统稳定性 ↑ B、开环增益系数K K对稳定性的调节作用，由根轨迹决定。 C、频率域内 提高相角裕度和幅值裕度，有利于稳定性。 D、附加开环零点，有利于稳定性；附加开环极点，不利于稳定性。 4、基于开环看闭环策略的指标、参数和方法 相角裕度 →由开环频率特性分析闭环相对稳定性 幅值裕度 →由开环频率特性分析闭环相对稳定性 截止频率 系统型数V→由开环参数分析闭环稳态误差和稳定性 开环增益系数K →由开环参数分析闭环稳态误差和根轨迹 （附加）开环零、极点→由开环参数分析闭环根轨迹 Nyquist判据→由开环频率特性分析闭环稳定性 Nicolis图→由开环频率特性分析闭环频率特性 8-2 控制系统校正的概念 1、为什么需要校正？ 设计出满足设计要求的控制系统，是前面学习系统描述和系统分析的落脚点！ 先回顾一下学过的例题。 例4.4（比例调节）：已知单位负反馈系统的开环传递函数为 2、定义及校正方式 [定义] 所谓校正，就是给系统附加（新加）一些具有典型环节特性的电网络、模拟运算部件及测量装置等（校正装置），靠这些环节的配置来有效地改