q第六章线性系统的校正方法 6-1综合与校正的基本概念 6-2常用校正装置及其特性 6-3串联校正 6-4反馈校正 本章小结
1 第六章 线性系统的校正方法 6-1 综合与校正的基本概念 6-2 常用校正装置及其特性 6-3 串联校正 6-4 反馈校正 本章小结
§6-1综合与校正的基本概念 设计一个自动控制系统一般经过以下三步 冷根据任务要求,选定控制对象; ◇根据性能指标的要求,确定系统的控制规律,并设计出满足这个 控制规律的控制器,初步选定构成控制器的元器件 ◇将选定的控制对象和控制器组成控制系统,如果构成的系统不能 满足或不能全部满足设计要求的性能指标,还必须增加合适的元 件,按一定的方式连接到原系统中,使重新组合起来的系统全面 满足设计要求 匚控制器」十匚控制对象匚原系统 匚原系统+□校正装置 校正系统 图6-1系统综合与校正示意图 能使系统的控制性能满足控制要求而有目的地増添的元件 称为控制系统的校正元件或称校正装置
2 §6-1 综合与校正的基本概念 设计一个自动控制系统一般经过以下三步: ❖ 根据任务要求，选定控制对象； ❖ 根据性能指标的要求，确定系统的控制规律，并设计出满足这个 控制规律的控制器，初步选定构成控制器的元器件； ❖ 将选定的控制对象和控制器组成控制系统，如果构成的系统不能 满足或不能全部满足设计要求的性能指标，还必须增加合适的元 件，按一定的方式连接到原系统中，使重新组合起来的系统全面 满足设计要求。 控制器 控制对象 原系统 原系统 校正装置 校正系统 能使系统的控制性能满足控制要求而有目的地增添的元件 称为控制系统的校正元件或称校正装置. 图6－1 系统综合与校正示意图
必须指出,并非所有经过设计的系统都要经过综合与校正这一步 骤,对于控制精度和稳定性能都要求较高的系统,往往需要引入 校正装置才能使原系统的性能得到充分的改善和补偿。反之,若 原系统本身结构就简单而且控制规律与性能指标要求又不高,通 过调整其控制器的放大系数就能使系统满足实际要求的性能指标。 ◆在控制工程实践中,综合与校正的方法应根据特定的性能指标来 确定。一般情况下,若性能指标以稳态误差￠峰值时间t,最 大超调量a和过渡过程时间、t等时域性能指标给出时,应用 根轨迹法进行综合与校正比较方便;如果性能指标是以相角裕度r 幅值裕度、相对谐振峰值、谐振频率和系统带宽 等频域性能指标给岀时,应用频率特性法进行综合与校正更合适
3 必须指出，并非所有经过设计的系统都要经过综合与校正这一步 骤，对于控制精度和稳定性能都要求较高的系统，往往需要引入 校正装置才能使原系统的性能得到充分的改善和补偿。反之，若 原系统本身结构就简单而且控制规律与性能指标要求又不高，通 过调整其控制器的放大系数就能使系统满足实际要求的性能指标。 在控制工程实践中，综合与校正的方法应根据特定的性能指标来 确定。一般情况下，若性能指标以稳态误差 、峰值时间 、最 大超调量 、和过渡过程时间 、等时域性能指标给出时，应用 根轨迹法进行综合与校正比较方便;如果性能指标是以相角裕度r 幅值裕度 、相对谐振峰值 、谐振频率 和系统带宽 等频域性能指标给出时,应用频率特性法进行综合与校正更合适。 ss e p t p s t Kg Mr r b
系统分析与校正的差别: ◆系统分析的任务是根据已知的系统,求出系统的性能指标和分析 这些性能指标与系统参数之间的关系,分析的结果具有唯一性 系统的综合与校正的任务是根据控制系统应具备的性能指标以及 原系统在性能指标上的缺陷来确定校正裝置(元件)的结构、参数 和连接方式。从逻辑上讲,系统的综合与校正是系统分析的逆问 题。同时,满足系统性能指标的校正装置的结构、参数和连接方 式不是唯一的,需对系统各方面性能、成本、体积、重量以及可 行性综合考虑,选出最佳方案
4 系统分析与校正的差别: 系统分析的任务是根据已知的系统，求出系统的性能指标和分析 这些性能指标与系统参数之间的关系，分析的结果具有唯一性。 系统的综合与校正的任务是根据控制系统应具备的性能指标以及 原系统在性能指标上的缺陷来确定校正装置(元件)的结构、参数 和连接方式。从逻辑上讲，系统的综合与校正是系统分析的逆问 题。同时，满足系统性能指标的校正装置的结构、参数和连接方 式不是唯一的，需对系统各方面性能、成本、体积、重量以及可 行性综合考虑，选出最佳方案
§6-2常用校正裝置及其特性 校正装置的连接方式 (1)串联校正 (2)顺馈校正 (3)反馈校正 G(s):校正装置传递函数 G(s):原系统前向通道的传递函数 H(s):原系统反馈通道的传递函数
5 §6-2 常用校正装置及其特性 校正装置的连接方式: (1)串联校正 (2)顺馈校正 (3)反馈校正 Gc (s): 校正装置传递函数 G(s): 原系统前向通道的传递函数 H(s): 原系统反馈通道的传递函数