第6章自动控制系统校正资料.ppt

6.8 复合校正控制的概念 基于误差控制的缺点 只有当系统产生误差或干扰产生影响时，系统才被控 制以消除误差的影响。 若系统包含有很大时间常数的环节，或者系统响应速度 要求很高，调整速度就不能及时跟随输入信号或干扰信号的变化。从而当输入或干扰变化较快时，会使系统经常处 于具有较大误差的状态。 为了减小或消除系统在特定输入作用下的稳态误差，可提高系统开环增益或型次。 这两种方法均会影响系统的稳定性。 通过适当选择系统带宽可以抑制高频扰动 但对低频扰动缺无能为力。特别是存在低频强扰动时，一般的反馈控制校正方法很难满足系统高性能的要求。 解决办法：引入误差补偿通路，与原来的反馈控制一起进行复合控制。 复合控制： 通过在系统中引入输入或扰动作用的开环误差补偿通路（顺馈或前馈通路），与原来的反馈控制回路一起实现系统的高精度控制。 按输入(顺馈)补偿的复合校正 按扰动(前馈)补偿的复合校正 顺馈或前馈控制在控制系统中可同时采用。 从抑制扰动，减小误差的角度看，复合控制可以减轻反馈控制的负担。 ?引入复合控制的系统，反馈回路的增益可以取得小一些，从而有利于系统稳定。 顺馈或前馈是开环控制方式。 ?元器件应具有较高的参数稳定性。否则将削弱补偿效果，并给系统输出造成新的误差。 按输入(顺馈)补偿的复合校正 系统的偏差传递函数为： 若选择： 即误差完全通过顺馈通路得到补偿，系统既没有动态误差也没有稳态误差，在任何时刻都可以实现输出立即复现输入(不变性原理)，系统具有理想的时间响应特性。 无顺馈补偿时 顺馈补偿后： 顺馈补偿不改变系统的闭环特征多项式，即顺馈补偿不改变系统的稳定性 顺馈补偿采用了开环控制方式补偿输入作用下的输出误差 ！！解决了一般反馈控制系统在提高控制精度与保证系统稳定性之间存在的矛盾。 按扰动(前馈)补偿的复合校正 若扰动信号可量测，则可采用前馈补偿。 扰动作用下的闭环传递函数为 扰动作用下的误差为 扰动前馈也不改变系统闭环特征方程，即对系统稳定性无影响。 主要扰动引起的误差，由前馈通道进行全部或部分补偿。 次要扰动引起的误差由反馈控制予以抑制。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * （8）校验 1.低通滤波器 2.低频高增益 ?减小了稳态误差 3.高频段衰减 ?增益交界频率移 向低频、带宽降低 6.6.3 滞后-超前串联校正 超前校正?频带增宽,动态品质改善,稳态性能改善小 滞后校正?带宽降低、响应减慢,稳态特性改善 超前部分：相位超前并在?c点上增大了相位裕量 滞后部分：在低频段上增加增益 滞后超前校正? 单位负反馈其开环传递函数 试设计一校正装置，使其满足下列指标： (1）根据给定的稳态误差或误差系数， 确定系统的开环增益 （2）确定未校正系统的相位裕量和增益裕量 系统稳定 稳态误差不满意 瞬态响应不满意 ?滞后超前校正 （3）超前校正环节 附加一放大倍数为的放大器 （4）滞后校正环节 超前校正 附加放大器 在?处滞后校正引起的滞后足够小 （5）确定校正装置参数 （6）校验 s－1 s－1 μF μF kΩ kΩ kΩ kΩ 3、滞后—超前校正装置 折衷的响应特性 （稳态响应和瞬态响应均适当改善） 校正后系统的单位阶跃响应曲线对比 校正后系统的单位速度响应曲线对比 1、超前校正装置 最快的响应 2、滞后校正装置 系统响应最缓慢 但其单位速度响应却得到了明显的改善 超前、滞后、滞后-超前校正的比较 工作机理 超前校正 相位超前效应,附加增益补偿衰减 滞后校正 高频衰减特性 工作效应 超前校正 增大了相位裕量和带宽 缩短瞬态晌应时间 系统对噪声更加敏感 滞后校正 改善稳态精度 带宽减小 滞后超前校正 快速响应 良好稳态精度 超前校正 有可能提供更高的增益交界频率 较大的带宽、调整时间的减小。 主要用于增大的稳定裕量 补偿超前校正网络本身的衰减 附加的增益增量； 超前校正比滞后校正需要更大的增益； 系统的体积和重量越大，成本越高。 !!系统若需具有快速响应特性，