7控制系统的综合和校正.ppt

Soft Computing Lab. 第七章 控制系统的综合与校正 第七章 控制系统的综合与校正 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； 综合与校正——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 元件或环节，使系统能够全面地满足 所要求的性能指标。 §7-1 系统的性能指标 一、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。 §7-1 系统的性能指标 二、频域性能指标 1、开环频域指标： 2、闭环频域指标： §7-2 系统的校正概述 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。 这一附加的部分称为校正元件或校正装置， 通常是一些无源或有源微积分电路，以及速度、 加速度传感器等。 §7-2 系统的校正概述 校正装置在系统中的联结方式： 顺馈校正 干扰补偿 并联校正 串联校正 §7-2 系统的校正概述 顺馈校正 §7-2 系统的校正概述 干扰补偿 §7-2 系统的校正概述 并联校正（反馈校正） §7-2 系统的校正概述 §7-3 反馈校正 反馈校正可以理解为现代控制理论中的状 态反馈，在控制系统中得到广泛应用，常见的 有被控量的速度、加速度反馈、执行机构的输 出及其速度的反馈；以及复杂系统的中间变量 反馈等。 §7-3 反馈校正 在随动系统和调速系统中，转速、加速度、电枢电 流等，都可作为反馈信号源，而具体的反馈元件实际上 就是一些测量传感器，如测速发电机、加速度传感器、 电流互感器等。 §7-3 反馈校正 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 §7-3 反馈校正 2、比例反馈包围惯性环节 §7-3 反馈校正 3、微分反馈包围惯性环节 §7-3 反馈校正 4、微分反馈包围振荡环节 §7-3 反馈校正 二、利用反馈校正取代局部结构 §7-4 串联校正 超前校正 滞后校正 滞后-超前校正 §7-4 串联校正 超前校正 1、超前网络 §7-4 串联校正 2、超前校正的作用 §7-4 串联校正 滞后校正 1、滞后网络 §7-4 串联校正 2、滞后校正的作用 §7-4 串联校正 滞后-超前校正 滞后-超前网络 §7-5 用频率法对控制系统进行综合与校正 用希望对数频率特性进行校正装置的设计 §7-5 用频率法对控制系统进行综合与校正 1）试求校正前后相位裕度，校正前后系统稳定否？ 2）校正装置的传递函数是什么？试设计相应的无源校正网络。 作业： 7-1 7-10 *Wang Yu *Department of Automatic Control , Shenyang Institute of Aeronautical Engineering ——用频率响应法 对单输入-单输出、线性定常系统 进行设计和校正 - × 补偿器放在 系统回路之外 不影响特征方程，只补偿由于输入造成的稳态误差。 × × - × 当干扰直接可测量时 不影响特征方程，只补偿由于干扰造成的稳态误差。 × × - × 在系统主反馈回路内采用的校正方法，在系统中 增加某些局部反馈环节。 × - 串联校正 × - × 在系统主反馈回路内采用的校正方法，校正 装置串联在系统的前向通道中。 从控制的观点来看，反馈校正比串联校正有其突出 的特点： 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，从而可以大大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。 由原来的积分环节变成惯性环节 × - 结果仍为惯性环节，但时间常数减小了。反馈系数越 大，时间常数越小。 × - 结果仍为惯性环节，但时间常数增大了。反馈系数越 大，时间常数越大。 × - 结果仍为振荡环节，但阻 尼比却显著增大。从而可改善 小阻尼环节的不利影响。 × - × - 常被用来改造不希望有的 某些环节，或用来消除非线性、 变参量的影响。