增益与相位裕量.ppt

*图6-13b与和20lgb的关系b0.010.1120lgbdB*3.无源滞后-超前网络图6-14无源滞后-超前网络添加标题传递函数为添加标题设添加标题则有添加标题式(6-32)表示为添加标题(6-32)添加标题a是该方程的解添加标题*截止频率与带宽(Cutofffrequencyandbandwidth)图5-53截止频率与系统带宽参看图5-53，当闭环频率响应的幅值下降到零频率值以下3分贝时，对应的频率称为截止频率。对于的系统一阶系统的带宽为其时间常数的倒数。二阶系统，闭环传递函数为321456*始开*第六章控制系统的校正基于一个控制系统可视为由控制器和被控对象两大部分组成，当被控对象确定后，对系统的设计实际上归结为对控制器的设计，这项工作称为对控制系统的校正。添加标题前面几章讨论了控制系统几种基本方法。掌握了这些基本方法，就可以对控制系统进行定性分析和定量计算。添加标题本章讨论另一命题，即如何根据系统预先给定的性能指标，去设计一个能满足性能要求的控制系统。添加标题DesignandCompensationTechniques添加标题*工程实践中常用的校正方法，串联校正、反馈校正和复合校正。在实际过程中，既要理论指导，也要重视实践经验，往往还要配合许多局部和整体的试验。所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。*6.1系统的设计与校正问题稳态型别、静态误差系数开环频率、闭环带宽、谐振峰值、谐振频率增益穿越频率、幅值裕度和相位裕度动态超调、调整时间目前，工业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。参见书p220频域指标控制系统的性能指标时域指标*二阶系统频域指标与时域指标的关系谐振频率带宽频率截止频率相位裕度(6-5)谐振峰值(6-1)(6-2)(6-3)(6-4)超调量调节时间(6-7)(6-6)*谐振峰值添加标题超调量添加标题调节时间添加标题高阶系统频域指标与时域指标添加标题(6-8)添加标题(6-9)添加标题(6-10)添加标题*系统带宽的选择选择要求既能以所需精度跟踪输入信号，又能拟制噪声扰动信号。在控制系统实际运行中，输入信号一般是低频信号，而噪声信号是高频信号。带宽频率是一项重要指标。如果输入信号的带宽为请看系统带宽的选择的示意图(6-11)则*图6-1系统带宽的选择01噪声02输入信号03*校正方式01反馈校正02校正装置03前馈校正04复合校正05校正装置串联校正06*复合校正前馈校正前馈校正（对扰动的补偿）前馈校正（对给定值处理）*03串联校正串联校正装置有源参数可调整02反馈校正不需要放大器，可消除系统原有部分参数波动对系统性能的影响01按输入补偿的复合控制04在性能指标要求较高的控制系统中，常常兼用串联校正和反馈校正*基本控制规律（1）比例（P）控制规律(6-12)（a）P控制器(b)PD控制器（2）比例-微分（PD）控制规律(6-13)提高系统开环增益，减小系统稳态误差，但会降低系统的相对稳定性。PD控制规律中的微分控制规律能反映输入信号的变化趋势，产生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而改善系统的稳定性。在串联校正时，可使系统增加一个的开环零点，使系统的相角裕度提高，因此有助于系统动态性能的改善。*（3）积分（I）控制规律02输出信号具有积分（I）控制规律的控制器，称为I控制器。有可能是一个不为零的常量。与其输入信号的积分成比例。在串联校正中，采用I控制器可以提高系统的型别（无差度），有利提高系统稳态性能，但积分控制增加了一个位于原点的开环极点，使信号产生的相角滞后，于系统的稳定不利。01(6-14)为可调比例系数消失后，输出信号不宜采用单一的I控制器。I控制器当*（4）比例-积分（PI）控制规律具有积分比例-积分控制规律的控制器，称为PI控制器。输出信号同时与其输入信号及输入信号的积分成比例。开环极点，提高型别，减小稳态误差。右半平面的开环零点，提高系统的阻尼程度，缓和PI极点对系统产生的不利影响。只要积分时间常数足够大，PI控制器对系统的不利影响可大为减小。PI控制器主要用来改善控制系统的稳态性能。为可调积分时间系数PI控制器为可调比例系数(6-15)*