国防科技大学机电工程与自动化学院自动控制原理中文课件：第二十讲 反馈控制系统设计（一）.ppt

《自动控制原理》Theories of Automatic Control 任课教员：韦庆 电 话：74380 教学方式：讲授为主 学习方式：自学+实验 第八章 反馈控制系统设计 本次讲授内容 8.1 控制系统设计思想 8.1 控制系统设计思想 1、控制系统设计的目的： 使闭环系统性能满足要求。 8.1 控制系统设计思想 在工程设计中，性能指标是唯一的标准： 满足性能指标的产品就是成功产品 8.1 控制系统设计思想 在工程实践中，只要条件允许，都尽可能通过改进受控对象自身的品质来提高控制系统的性能。 8.1 控制系统设计思想 2、控制系统设计过程 8.1 控制系统设计思想 3、控制系统结构 串联校正 8.1 控制系统设计思想 8.1 控制系统设计思想 3、控制系统结构 串联校正 8.1 控制系统设计思想 8.1 控制系统设计思想 8.1 控制系统设计思想 8.1 控制系统设计思想 8.1 控制系统设计思想 8.1 控制系统设计思想 8.1 控制系统设计思想 4）串联校正环节的基本传递函数 8.1 控制系统设计思想 4）串联校正系统的基本传递函数 8.1 控制系统设计思想 5、闭环系统与性能指标 8.1 控制系统设计思想 5、闭环系统与性能指标：二阶系统 8.1 控制系统设计思想 5、闭环系统与性能指标： 主导极点系统 8.1 控制系统设计思想 5、闭环系统与性能指标： 主导极点系统性能指标间对应关系 8.1 控制系统设计思想 6、控制系统设计核心基础 8.1 控制系统设计思想 6、控制系统设计核心基础： 8.2 Bode图法超前校正设计原理 8.2 Bode图法超前校正设计原理 1.频率响应的Bode图法表示优点 8.2 Bode图法超前校正设计原理 8.2 Bode图法超前校正设计原理 1.频率响应的Bode图法表示优点 8.2 Bode图法超前校正设计原理 8.2 Bode图法超前校正设计原理 2. Bode图法的性能指标对应关系 8.2 Bode图法超前校正设计原理 8.2 Bode图法超前校正设计原理 3. Bode图法控制器设计原理 8.2 Bode图法超前校正设计原理 3. Bode图法控制器设计原理 8.2 Bode图法超前校正设计原理 4. 相角超前校正设计原理 8.2 Bode图法超前校正设计原理 8.2 Bode图法超前校正设计原理 8.3 超前校正环节的幅相特性 1.超前校正环节参数描述 8.3 超前校正环节的幅相特性 2. 超前校正环节幅相特性 8.3 超前校正环节的幅相特性 8.3 超前校正环节的幅相特性 8.3 超前校正环节的幅相特性 8.3 超前校正环节的幅相特性 8.3 超前校正环节的幅相特性 8.3 超前校正环节的幅相特性 8.3 超前校正环节的幅相特性 8.3 超前校正环节的幅相特性 3.相角超前校正环节核心设计参数 8.3 超前校正环节的幅相特性 8.3 超前校正环节的幅相特性 3.相角超前校正环节核心设计参数 8.3 超前校正环节的幅相特性 5.相角超前校正环节的物理实现 8.3 超前校正环节的幅相特性 2）无源实现： 8.4 用Bode图方法设计超前校正环节 1.Bode图法控制器设计步骤 8.4 用Bode图方法设计超前校正环节 8.4 用Bode图方法设计超前校正环节 8.4 用Bode图方法设计超前校正环节 例1 Ⅱ型系统的超前校正环节设计。设计要求：系统加速度响应稳态误差为5%，相位裕度不小于45?。 8.4 用Bode图方法设计超前校正环节 例2 Ⅱ型系统的超前校正环节设计。设计要求：闭环系统调节时间Ts?4s，阻尼系数??0.45 8.4 用Bode图方法设计超前校正环节 例3 1型系统的超前校正环节设计。设计要求：相角裕度不小于45?，系统的斜坡响应稳态误差小于5% 8.4 用Bode图方法设计超前校正环节 例4 0型时延系统的超前校正环节设计。设计要求：相角裕度不小于45?，系统单位阶跃响应的稳态误差小于4% 8.4 用Bode图方法设计超前校正环节 例5 0型系统的超前校正环节设计。设计要求：相角裕度不小于45?，系统单位阶跃响应的稳态误差小于4%。已知G(s)的Bode图为 8.4 用Bode图方法设计超前校正环节 8.4 用Bode图方法设计超前校正环节 幅值交界频率?cm 相位裕度 Y(s) R(s) G(s) + - K K 期望稳态误差 实际的相 位裕度Pm 期望相位裕度Pmd 绘制KG(s)的Bode图 若PmPmd 则设计结束 设计总是由性能指标出发 Y(s) R(s) G(s) + - K Gc(s) 采用时间常数形式