控制系统的综合与校正 .ppt

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控制系统的综合与校正整理

1 例3. 控制器 受控对象 校正器 反馈校正后 改变系统的参数 §7-3 反馈校正 二、速度反馈: [-60] [-20] [-40] [-60] [-20] ω(rad/s) L(ω)(dB) 0 0.1 1 3 6 Ⅰ Ⅱ 30 -π/2 -π -3π/2 φ(ω) 图5 校正器 控制器 受控对象 控制器 受控对象 校正器 内部 校正 串联 校正 反馈 校正 一、超前校正网络 二、滞后校正网络 三、滞后—超前校正网络 四、P. I. D 校正器 小 结 用希望对数频率特性进行校正器的设计。 [-60] 校正器 控制器 受控对象 小 结 [-60] 例:串联校正前原单位负反馈系统为最小相位系统,其开环渐近对数幅频特性如图中曲线Ⅰ所示。校正后,系统的开环渐近对数幅频特性如图中曲线Ⅱ所示,要求:⑴ 在图中画出校正网络的渐近对数幅频曲线;⑵ 确定校正前、后系统的开环传递函数G0(s)、G(s)以及校正网络的传递函数Gc(s); [-20] [-40] [-60] [-20] ω(rad/s) L(ω)(dB) 0 0.1 1 3 6 Ⅰ Ⅱ 20 -π/2 -π -3π/2 φ(ω) 图5 小 结 一、控制系统的一般概念 1、自控系统的基本控制方式: 控制器 受控对象 开环控制方式: 闭环控制方式: 开环传递函数 闭环传递函数 干扰 总 复 习 在控制系统稳定的前提下,分析系统的“稳”、“快”、“准”三方面控制性能。 3、其它基本概念: 控制系统的阶次及型别、最小相位环节及系统、时域响应、频域响应、系统的误差与偏差、负反馈、主导极点与偶极子。 一、控制系统的一般概念 总 复 习 2、自控系统的性能指标: 微分方程(组) 动态方框图 拉氏变换 传递函数 等效变换 拉氏变换 象方程组 ①由系统列微分方程(组); ②由系统绘制动态方框图; ③由系统动态方框图求传函; ④由系统典型响应(曲线)求传函; ⑤由系统频率响应曲线求传函; ⑥对于电子网络还可以利用S域 模型求传函; 二、自控系统动态数学模型的建立及转换 总 复 习 一阶典型系统: [时域分析] 三、自控系统性能分析:时域分析法 频域分析法 总 复 习 0 j -1 [其中q 为开环零极点的个数; p 为开环右极点的个数。] 乃奎斯特稳定判据: [频域分析] 三、自控系统性能分析:时域分析法 频域分析法 一阶典型系统: 总 复 习 或:开环幅相特性曲线不包围(-1, 0j)点,故闭环系统稳定。 [频域分析] 三、自控系统性能分析:时域分析法 频域分析法 一阶典型系统: 总 复 习 0 j -1 * * 第七章 控制系统的综合与校正 §7-1 系统校正概述 §7-2 串联校正 §7-3 反馈校正 基 本 要 求 ▲ 了解控制系统校正的基本概念和校正方式:串联校正、反馈校正、干扰补偿校正和前置校正; ▲ 掌握在串联校正中所采用的超前校正环节、滞后校正环节、滞后—超前校正环节、PID校正器的传递函数及其特点和作用; ▲ 了解串联校正和反馈校正的设计方法和步骤。 第七章 控制系统的综合与校正 自动控制系统是由受控对象和控制装置组成。根据受控对象及其技术要求来设计控制系统时,需要进行大量地分析计算,考虑的问题也是多方面的。 既要保证有良好的控制性能,又要兼顾到工艺性、经济性以及使用寿命,体积和重量也是不容忽视的。 设计工作既要有理论作为指导,又要重视实践经验,往往还要配合许多局部和整体的模拟实验。本章只从控制性能的角度出发,讨论自控系统的设计问题。 §7-1 控制系统校正概述 一、控制系统的设计与校正问题: 1、充分了解受控对象,明确其性能要求; 2、确定性能指标; 3、选择基本的控制元部件; 时域指标: S 域指标: 4、系统的校正; 对于高阶系统 对于二阶系统 频域指标: §7-1 控制系统校正概述 二、控制系统的校正方式: 控制器 受控对象 原系统 内部校正 校正器 控制器 受控对象 控制器 受控对象 校正器 内部 校正 串联 校正 反馈 校正 外部校正 §7-1 控制系统校正概述 二、控制系统的校正方式: 控制器 受控对象 原系统 内部校正 外部 校正 前置 校正 干扰补 偿校正 外部校正 校正器 控制器 受控对象 控制器 受控对象 校正器 §7-1 控制系统校正概述 H [以液位控制系统为例] 1. 建立系统数学模型: ①对受控对象水箱而言: ②执行电机的传函(La≈0): §7-1 控制系统校正概述 2.系统性能分析: 系统的特征方程为: 可见,此系统属于 结构不稳定系统。 即 H [以液位控制系统为例] 1. 建立系统

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