《湖大自控第六章》PPT课件.ppt

自 动 控 制 原 理;第六章 线性系统的校正方法;一、时域性能指标;三、频域性能指标与时域性能指标的关系;; 4）校正方式的选择原则 常用的校正方式有串联校正和反馈校正两种。校正方式的选择取决于系统中的信号性质，技术实现的方便性，可供选择的元件，抗扰性要求、经济性要求、环境使用条件以及设计者的经验等因素。 串联校正设计比反馈校正设计简单，也比较容易对信号进行各种必要的变换，因此，特别是在教学中，更偏向于采用和讲解串联校正。 在性能指标要求较高的控制系统设计中，通常兼用串联校正与反馈校正两种方式。;五、基本控制规律;2、比例-微分（PD）控制规律;3、积分（I）控制规律;4、比例-积分（PI）控制规律;5、比例-积分-微分（PID）控制规律;一、无源校正网络; 无源超前网络的对数频率特性;3）抗高频干扰能力较弱。;2、无源滞后网络（等效于PI控制器）;无源滞后网络的对数频率特性;无源迟后网络的特点：;3、无源滞后-超前网络（等效于PID控制器）;无源滞后超前网络的特点：;二、有源校正网络;3、有源比例-积分（PI）;4、有源比例-积分-微分（PID）;*;*;*;*;设计方法 在控制系统设计中，一般依据性能指标的形式来决定应采用的方法。 如果性能指标以单位阶跃响应的峰值时间、调节时间、超调、阻尼比、稳态误差等时域特征量给出时，一般采用根轨迹法设计校正； 如果性能指标以系统的相角裕度、幅值裕度、谐振峰值、闭环带宽等频域特征量给出时，一般采用频率法设计校正。 目前工程技术界多习惯采用频率法，故常常要通过近似公式进行两种指标的互换。; 系统校正的方法主要包括串联校正和反馈校正。一般说来，串联校正比较简单。反馈校正能改变系统中某环节的结构，还能减小某些参数对系统性能的影响，但反馈校正的设计往往需要一定的实践经验。;一、频率响应法校正设计;1、串联超前校正; 利用超前网络或PD控制器的相角超前特性，使已校正系统的截止频率和相角裕度满足性能指标要求，从而改善闭环系统的动态性能。;1）根据稳态误差要求，确定开环增益K ；;选择最大超前角频率等于要求的系统截止频率，即;例1：设单位负反馈系统的开环传递函数为;-6(dB);令：;dB;所以，校正后系统的性能指标均满足给定要求。;超前校正的特点： ;2、串联滞后校正：;2）利用已确定的开环增益，计算未校正系统的截止频率ωc、幅值裕度 h 和相角裕度? ；;5）由下式确定迟后网络参数b和T 。;例2：设控制系统如图所示。若要求校正后系统的静态速度误差系数等于30(s-1)，相角裕度不低于40°，幅值裕度不小于10dB，截止频率不小于2.3(rad/s)，试设计串联校正装置。;解：;dB;dB;4）选择???c;6）验算：;校正后系统的相角交界频率?g;例：设系统的结构图如图所示，图中;3、串联迟后-超前校正;串联迟后-超前校正的一般步骤：;5）根据相角裕度要求，估算校正网络迟后部分的交接频率?a ；;例：设未校正系统开环传递函数为;2）绘制未校正系统的对数幅频特性曲线;由图得未校正系统的截止频率：;4）选择系统的截止频率???c 和校正网络衰减因子1/a 。;5）估算校正网络迟后部分的交接频率?a 。;校正网络的传递函数为;dB;5）验算已校正系统的相角裕度和幅值裕度 。;一、反馈校正的原理和特点;2）若;反馈校正的特点：;作业： 6-3 6-4