《自动控制原理》 频率特性法(7-1) (系統校正) 上海交通大学自动化系 日作华 Zhtian@situ.edu.cn
1 《自动控制原理》 —— 频率特性法（7－1） （系统校正） 上海交通大学自动化系 田作华 Zhtian@sjtu.edu.cn
7-1系统设计概述 系统分析:在系统的结构、参数已知的情况下, 计算出它的性能。 系统校正:在系统分析的基础上,引入某些参数 可以根据需要而改变的辅助装置,来改善系统的性 能,这里所用的辅助装置又叫校正装置。 般说来,原始系统除放大器增益可调外,其结 构参数不能任意改变,有的地方将这些部分称之为 “不可变部分”。这样的系统常常不能满足要求 如为了改善系统的稳态性能可考虑提高增益,但系 统的稳定性常常受到破坏,甚至有可能造成不稳定。 为此,人们常常在系统中引入一些特殊的环节- 校正装置,以改善其性能指标
2 7-1系统设计概述 系统分析：在系统的结构、参数已知的情况下， 计算出它的性能。 系统校正：在系统分析的基础上，引入某些参数 可以根据需要而改变的辅助装置，来改善系统的性 能，这里所用的辅助装置又叫校正装置。 一般说来，原始系统除放大器增益可调外，其结 构参数不能任意改变，有的地方将这些部分称之为 “不可变部分” 。这样的系统常常不能满足要求。 如为了改善系统的稳态性能可考虑提高增益，但系 统的稳定性常常受到破坏，甚至有可能造成不稳定。 为此，人们常常在系统中引入一些特殊的环节—— 校正装置，以改善其性能指标
常用的几种校正方法: 1.从校正装置在系统中的连接方式来看,可分为 R(S) C(S)R(s)+ C(s) G (s) G(s) ②+)+-0 G( H(3s) H(s) 串联校正 反馈校正 N(s) G(S) G(s) G,(S) E(s) +C(s) H(S) H(s) 前馈校正:输入控制方式 前馈校正:干扰控制方式
3 一、常用的几种校正方法： 1. 从校正装置在系统中的连接方式来看，可分为： 串联校正 反馈校正 前馈校正：输入控制方式 前馈校正：干扰控制方式 + − R s( ) C s( ) G (s) G s( ) c H (s) 1 G s( ) 2 G s( ) ( ) G s c H s( ) R s( ) + + C s( ) − − + C s( ) + + + N s( ) E s( ) 2 G s( ) 1 G s( ) ( ) G s c ( ) G s n H s( ) + − 1 G s( ) ( ) G s c H s( ) + C s( ) + + − 2 G s( ) R s( )
校正类型比较 串联校正: 分析简单,应用范围广,易于理解、接受 反馈校正: 常用于系统中高功率点传向低功率点的场合, 般无附加放大器,所以所要元件比串联校正少。另 个突出优点是:只要合理地选取校正装置参数,可消 除原系统中不可变部分参数波动对系统性能的影响 在特殊的系统中,常常同时采用串联、反馈和前 馈校正
4 校正类型比较： 串联校正: 分析简单，应用范围广，易于理解、接受。 反馈校正: 常用于系统中高功率点传向低功率点的场合，一 般无附加放大器，所以所要元件比串联校正少。另一 个突出优点是：只要合理地选取校正装置参数，可消 除原系统中不可变部分参数波动对系统性能的影响。 在 特殊的系统中，常常同时采用串联 、反馈和前 馈校正
2.从校正装置自身有无放大能力来看,可分为 无源校正装置 自身无放大能力,通常由RC网络组成,在信号传 递中,会产生幅值衰减,且输入阻抗低,输出阻抗高, 常需要引入附加的放大器,补偿幅值衰减和进行阻 抗匹配。 无源串联校正装置通常被安置在前向通道中能量 较低的部位上(参见书最后附表) 有源校正装置: 常由运算放大器和RC网络共同组成,该装置自身 具有能量放大与补偿能力,且易于进行阻抗匹配 所以使用范围与无源校正装置相比要广泛得多
5 2．从校正装置自身有无放大能力来看，可分为： 无源校正装置: 自身无放大能力，通常由RC网络组成，在信号传 递中，会产生幅值衰减,且输入阻抗低，输出阻抗高， 常需要引入附加的放大器，补偿幅值衰减和进行阻 抗匹配。 无源串联校正装置通常被安置在前向通道中能量 较低的部位上（参见书最后附表） 。 有源校正装置： 常由运算放大器和RC网络共同组成，该装置自身 具有能量放大与补偿能力，且易于进行阻抗匹配， 所以使用范围与无源校正装置相比要广泛得多