合肥工业大学自动控制理论第六章 线性系统的校正.pdf

第六章 线性系统的校正 通常，控制系统由控制器和受控对象组成，如图6-1 所示。为了满足给定的各项性能指标，可以调整控制器的 参数（如放大器增益等）。如通过调整控制器的参数仍无 法满足系统的性能指标要求，就必须在系统中加入一些机 构和装置，使整个系统的特性发生变化，从而满足给定的 各项性能指标。 6-1 引言 所谓校正，就是在系统中加入一些机构和装置，使整个系统 的特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。 一：性能指标 性能指标通常由使用单位或被控对象的设计制造单位提出， 不同的控制系统对性能指标的要求应有不同的侧重。例如， 调速系统对平稳性和稳态精度要求较高，而随动系统则侧重 于快速性要求。 性能指标的提出，应符合实际系统的需要与可能。一般地 说，性能指标不应当比完成给定任务所需要的指标更高。 在控制系统的设计中，采用的设计方法一般依据性能指标的 形式而定。如果性能指标以单位阶跃响应的峰值时间、调节 时间、超调量、阻尼比、稳态误差等时域特征量给出时，一 般采用根轨迹法校正。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、静态误差系数等频域特征量 给出时，一般采用频率法校正。目前，工程技术界多习惯采 用频率法，故通常通过近似公式进行两种指标的互换。 1：二阶系统频域指标与时域指标的关系 1 谐振峰值 M r ( 2 0.707)ζ ≤ ζ2 1ζ − ω ω 1 2ζ (ζ −0.707) 2 ≤ 谐振频率r n ω ω ζ − 1 +2ζ − ζ2 +4 4 2 2 4 带宽频率b n 截止频率 4 2 ω ω ζ − ζ1−4 2 c n ζ 相角裕度 γ arctg 4 2 1 4− ζ 2− ζ −πζ −ζ/ 1 2 超调量 σ% e 100×% 3.5 7 调节时间 t ωt s ζωn c s tgγ 2：高阶系统频域指标与时域指标的关系 1 谐振峰值 Mr sinγ