(2)比例-微分(PD)控制规律 m(t)=Kn2(1)+M p dt (6-13) 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,可使系统増加一个-1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。 单独用微分也很少,对噪声敏感 (3)积分(Ⅰ)控制规律 具有积分(I)控制规律的控制器,称为Ⅰ控制器。 (t)=ki le(tdt 输出信号m()与其输入信号的积分成比例。K1为可调比例系数。当e(1)消失 后,输出信号m(1)有可能是一个不为零的常量。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90°的相角滞后,于系统的稳定 不利。不宜采用单一的I控制器 (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。 R(s) E(S) R(S) TS C(S) C(s) 图6-6积分控制器Ⅰ和PI控制器 K m()=k(0)+72Je(ot (6-15) 输出信号m()同时与其输入信号及输入信号的积分成比例。Kn为可调 比例系数,T为可调积分时间系数。 开环极点,提高型别,减小稳态误差。 172
172 （2）比例-微分（PD）控制规律 dt de t m t Kpe t Kp ( ) ( ) ( ) (6-13) 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 1 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。 单独用微分也很少，对噪声敏感。 （3）积分（I）控制规律 具有积分（I）控制规律的控制器，称为 I 控制器。 t i m t K e t dt 0 ( ) ( ) (6-14) 输出信号m(t) 与其输入信号的积分成比例。Ki 为可调比例系数。当e(t)消失 后，输出信号m(t)有可能是一个不为零的常量。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90的相角滞后，于系统的稳定 不利。不宜采用单一的 I 控制器。 （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。 - R(s) E(s) M(s) C(s) s Ki - R(s) E(s) M(s) C(s) ) 1 (1 T s K i p 图 6-6 积分控制器 I 和 PI 控制器 t i p p e t dt T K m t K e t 0 ( ) ( ) ( ) (6-15) 输出信号m(t)同时与其输入信号及输入信号的积分成比例。K p 为可调 比例系数， Ti 为可调积分时间系数。 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T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。 (5)比例(PID)控制规律 R(s) E(s) M(S) k,(1++) T C(s) 图6-7PID控制器 具有积分比例-积分控制规律的控制器,称为PI控制器。 K m(0=kne(t)+ e(t)dt+kpt dt G(s)=K,(1+I+ rs PTI+TS+1, Kp(r,s+1(t2S+1) (6-17) T n=x+,-红 2=17-1-4)如果47< 增加一个极点,提高型别,稳态性能 两个负实零点,动态性能比PI更具优越性 I积分发生在低频段,稳态性能(提高) D微分发生在高频段,动态性能(改善)。 62常用校正装置及其特性 62.1无源校正网络 1无源超前校正 般而言,当控制系统的开环增益增大到满足其静态性能所要求的数值时, 系统有可能不稳定,或者即使能稳定,其动态性能一般也不会理想。在这 种情况下,需在系统的前向通路中增加超前校正装置,以实现在开环增益 不变的前题下,系统的动态性能亦能满足设计的要求。本节先讨论超前校 正网络的特性,而后介绍基于频率响应法的超前校正装置的设计过程
173 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Ti 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。 （5）比例（PID）控制规律 - R(s) E(s) M(s) C(s) ) 1 (1 s T s K i p 图 6-7 PID 控制器 具有积分比例-积分控制规律的控制器，称为 PI 控制器。 dt de t e t dt K T K m t K e t p t i p p ( ) ( ) ( ) ( ) 0 (6-16) ) 1 ( ) (1 s T s G s K i c p ) 1 ( 2 s T s T s T K i i i p s s s T K i p ( 1)( 1) 1 2 (6-17) ) 4 (1 1 2 1 1 i i T T ) 4 (1 1 2 1 2 i i T T 如果4 1 Ti 增加一个极点，提高型别，稳态性能 两个负实零点，动态性能比 PI 更具优越性 I 积分发生在低频段，稳态性能(提高) D 微分发生在高频段，动态性能(改善)。 6.2 常用校正装置及其特性 6.2.1 无源校正网络 1.无源超前校正 一般而言，当控制系统的开环增益增大到满足其静态性能所要求的数值时， 系统有可能不稳定，或者即使能稳定，其动态性能一般也不会理想。在这 种情况下，需在系统的前向通路中增加超前校正装置，以实现在开环增益 不变的前题下，系统的动态性能亦能满足设计的要求。本节先讨论超前校 正网络的特性，而后介绍基于频率响应法的超前校正装置的设计过程