笫六章线性系统的校正方法 系统开环传函为: C(s)n2(1+T2s) G(s)= E(S)S(S+250,) 闭环传函为: Φ(S)= C(s) 2(1+s) R(S) S+(250,+Idan)s+o 等效阻尼比 2=5+ 抑制阶跃响应的超调 2 改善系统的平稳性 西安电子科技大学 LAEL 舵天电子信息研宠所
第六章 线性系统的校正方法 21 西安电子科技大学 航天电子信息研究所21 IAEI 系统开环传函为： 2 ( ) (1 ) ( ) ( ) ( 2 ) n d n C s T s G s E s s s w w + = = + 闭环传函为： 2 2 2 2 ( ) (1 ) ( ) ( ) (2 ) n d n d n n C s T s s R s s T s w w w w + = = + + + 等效阻尼比： 1 2 w d d n = + T 抑制阶跃响应的超调 改善系统的平稳性
笫六章线性系统的校正方法 U/(s) PD环节频率特性 G(S) K+ts E(S) L(O)(dB) +20 G(0)=K2(1+j) 201gK L(o)=20|gk2+20g√1+72o2+o0 45 9(O)=tg17 转折频率01=K2/T 西安电子科技大学 LAEL 舵天电子信息研宠所
第六章 线性系统的校正方法 22 西安电子科技大学 航天电子信息研究所22 IAEI 转折频率w1=Kp/Td K T s E s U s G s c = = p + d ( ) ( ) ( ) ( w) (1 w) c p d G j = K + j T 2 2 Lc (w) = 20lg Kp + 20lg 1+Td w c w t g Td w 1 ( ) − = PD环节频率特性
笫六章线性系统的校正方法 如04,xPD环节的作用 >高频段增益上升,降 H(s) 低了系统抗干扰的能 PD校正装置 力 20 >O增大,快速性提高 0 T1:下下校>相位裕量增加,稳定 -60 性提高 未校正 PD校正装置 90 >Kp=1时,系统的稳 f30 态性能没有变化。 90 已校正 -180 微分控制仅仅在系统的 270 )未校正 瞬态过程中起作用, @(rad/s) 般不单独使用 西安电子科技大学 LAEL 舵天电子信息研宪所
第六章 线性系统的校正方法 23 西安电子科技大学 航天电子信息研究所23 IAEI ➢相位裕量增加，稳定 性提高； ➢wc 增大，快速性提高 ➢Kp＝1时，系统的稳 态性能没有变化。 ➢ 高频段增益上升，降 低了系统抗干扰的能 力； 微分控制仅仅在系统的 瞬态过程中起作用，一 般不单独使用。 PD环节的作用
笫六章线性系统的校正方法 例6-1设比例微分控制系统如图6-3所示,试分析PD控制 器对系统性能的影响 R(S) E(S) K(1+Ts) Js2 解无PD控制器时,系统的特征方程为 丿y2+1=0 显然,系统的阻尼比等于零,系统处于临界稳定状态,即实际上 的不稳定状态。接入PD控制器后,系统的特征方程为 JS2+KTS+K=0 其阻尼比32VJ,因此闭环系统是稳定的 西安电子科技大学 LAEL 舵天电子信息研宠所
第六章 线性系统的校正方法 24 西安电子科技大学 航天电子信息研究所24 IAEI 例 6-1 设比例-微分控制系统如图6-3所示, 试分析PD控制 器对系统性能的影响。 解 无PD控制器时, 系统的特征方程为 Js2+1=0 显然, 系统的阻尼比等于零, 系统处于临界稳定状态, 即实际上 的不稳定状态。 接入PD控制器后, Js2+KpTd s+Kp=0 其阻尼比 , 因此闭环系统是稳定的。 0 2 = J Td Kp K p (1＋Td s) R(s) ＋ － E(s) C(s) 2 1 Js
笫六章线性系统的校正方法 结论: -因为微分控制作用只对动态过程起作用, °而对稳态过程没有影响, 降低系统抗噪声的能力, 所以单一的微分控制器在任何情况下都不宜与被控对象串联起 来单独使用。通常,徼分控制器总是与比例控制器或比例-积分 控制器结合起来,构成组合的PD或PID控制器,应用于实际的控 制系统。 西安电子科技大学 LAEl 舵天电子信息研宠所
第六章 线性系统的校正方法 25 西安电子科技大学 航天电子信息研究所25 IAEI 结论： •因为微分控制作用只对动态过程起作用, •而对稳态过程没有影响, •降低系统抗噪声的能力, 所以单一的微分控制器在任何情况下都不宜与被控对象串联起 来单独使用。 通常, 微分控制器总是与比例控制器或比例-积分 控制器结合起来, 构成组合的PD或PID控制器, 应用于实际的控 制系统