哈工大机电系统控制第七章机电系统设计与矫正2014.ppt

7.3.1 超前校正 考虑新剪切频率会带来相角的减小,所以相角要额外增加5° 即超前环节需要增加的相角为: 此时校正环节在 带来的幅值上升量: 7.3.1 超前校正 在 处,原幅频特性曲线的值: 7.3.1 超前校正 解法一 7.3.1 超前校正 验证 7.3.1 超前校正 解法二 7.3.1 超前校正 验证 7.3.2 滞后校正 最大滞后相角频率 7.3.2 滞后校正 最大滞后相角 根据三角函数关系 希望新剪切频率在远离 ？？还是在 附近？？ 例题7-2 7.3.2 滞后校正 设单位反馈控制系统，其开环传递函数为 要求单位恒速输入时的稳态误差为0.2，相角裕度 ,幅值裕度 7.3.2 滞后校正 系统不稳定，进行滞后校正 7.3.2 滞后校正 要满足40o的相角裕度，原频率特性函数的频率点，即为校正之后的新剪切频率 7.3.2 滞后校正 7.3.2 滞后校正 验证 7.3.3 滞后—超前校正 例题7-3 7.3.3 滞后—超前校正 设单位反馈控制系统，其开环传递函数为 要求单位恒速输入时的稳态误差为0.1，相角裕度 , 幅值裕度 系统不稳定，进行滞后校正 7.3.3 滞后—超前校正 7.3.3 滞后—超前校正 7.3.3 滞后—超前校正 7.3.3 滞后—超前校正 7.3.3 滞后—超前校正 7.3.3 滞后—超前校正 验证 7.4 PID校正 7.4.1 PD调节器 7.4.2 PI调节器 - 7.4.3 PID 调节器 二阶系统最优模型 7.4.3 PID 调节器 其开环传递函数(单位反馈系统)为 7.4.3 PID 调节器 * * 哈尔滨工业大学 机电工程学院 主讲人：董惠娟 机电工程学院 机械类专业技术基础课 2013年9月 机电系统控制基础 课程目录 第7章 系统的设计与校正 第1章 绪 论 第3章 系统的时域分析法 第2章 系统的数学模型 第4章 系统的频域分析法 第5章 系统稳定性分析 第8章 计算机控制系统 第6章 系统稳态误差分析和计算 * 第七章 控制系统的设计与校正 系统性能分析 系统设计校正 时域分析 频域分析 稳定性分析 误差分析 数学模型 性能指标 性能指标要求 寻求设计与校正方法 7.1 系统的性能指标 7.2 系统的校正概述 7.3 串联校正 7.4 PID校正 7.5 用频域法对控制系统进行设计与校正 7.6 典型机电反馈控制系统综合校正举例 第七章 控制系统的设计与校正 * 掌握控制系统的性能指标; 理解系统的校正原理及校正方法; 掌握串联校正中超前、滞后及滞后超前校正设计方法，了解反馈校正的基本原理; 掌握PID校正的设计原则，能用频域法对控制系统进行设计与校正。 学习目标 第七章 控制系统的设计与校正 控制系统性能指标要求： 稳定性； 准确性； 快速性。 第七章 控制系统的设计与校正 一、时域性能指标 评价控制系统优劣的性能指标，一般是根据系统在典型输入下输出响应的某些特点统一规定的。 常用的时域（阶跃响应、斜坡响应）指标有： 最大超调量或最大百分比超调量Mp （快、稳） ； 调整时间ts（快）； 峰值时间tp （快） ； 上升时间tr （快） ； 7.1 系统的性能指标 7.1 系统的性能指标 二、开环频域指标 ωc ——开环剪切频率（rad/s） （快） ； γ ——相位裕量(o )（稳） ； Kg ——幅值裕量(dB ) （稳） ； Kp ——静态位置误差系数（准） ； Kv ——静态速度误差系数（准） ；  Ka ——静态加速度误差系数（准）。 7.1 系统的性能指标 7.1 系统的性能指标 ωr ——谐振角频率；Mr ——相对谐振峰值， ，当A(0)=1时， Amax与 A(0)在数值上相同；ωM ——复现频率，当频率超过ωM ，输出就不能“复现”输入，所以，0~ωM表示复现低频正弦输入信号的带宽，称为复现带宽，或称为工作带宽；ωb——闭环截止频率，频率由0~ ωb的范围称为系统的闭环带宽。 三、闭环频域指标 7.1 系统的性能指标 7.1 系统的性能指标 1．误差积分性能指标 对于一个理想的系统，若给予其阶跃输入，则其输出也应是阶跃函数。实际上，这是不可能的，在输入、输出之间总存在误差，我们只能是使误差e(t)尽可能小。下图(a)所示为系统在单位阶跃输入下无超调的过渡过程，其误差示于下图(b)。 四、综