笫六章线性系统的校正方法 3.积分(①控制规律 具有积分控制规律的控制器,称为积分(Ⅰ)控制器。则图6-2 中的G(s)=1(Ks),其中K为可调比例系数。由于积分控制器的 积分作用,当输入信号消失后,输出信号有可能是一个不为零的 常量 在串联校正时,采用积分控制器可以提高系统的型别(Ⅰ型 系统,Ⅱ型系统等),有利于系统稳态性能的提高,但积分控制使 系统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,对系统的稳定性不利。因此,在控制系统的校正设计中, 通常不宜采用单一的积分控制器。 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 26 西安电子科技大学 航天电子信息研究所26 IAEI 3. 积分(I)控制规律 具有积分控制规律的控制器, 称为积分(I)控制器。则图6-2 中的Gc (s)＝1/(Ki s), 其中Ki为可调比例系数。由于积分控制器的 积分作用, 当输入信号消失后, 输出信号有可能是一个不为零的 常量。 在串联校正时, 采用积分控制器可以提高系统的型别(Ⅰ型 系统, Ⅱ型系统等), 有利于系统稳态性能的提高, 但积分控制使 系统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, 对系统的稳定性不利。因此, 在控制系统的校正设计中, 通常不宜采用单一的积分控制器
笫六章线性系统的校正方法 4.比例-积分(P控制规律 具有比例-积分控制规律的控制器,称为比例-积分(PⅠ)控制 器。则图6-2中的G)=KD[1+1/(7s)],其中K为可调比例系数, T为可调积分时间常数。 r(t) e(DKp(1+Ts u(t) U(s K(TS+1 G(S K(1+) c(t) E(S) TS 在串联校正中,PI控制器相当于在系统中增加一个位于原点的开环 极点,同时也增加了一个位于s左半平面的开环零点。增加的极点 可以提高系统的型别,以消除或减小系统的稳态误差,改善系统 稳态性能;而增加的负实零点则用来减小系统的阻尼程度,缓和PI 控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影响。只要积分 时间常数T;足够大,P控制器对系统稳定性的不利影响可大为减弱 在实际控制系统中,P控制器主要用来改善系统稳态性能
第六章 线性系统的校正方法 27 西安电子科技大学 航天电子信息研究所27 IAEI 4. 比例-积分(PI) 具有比例-积分控制规律的控制器, 称为比例-积分(PI)控制 器。则图6-2中的Gc (s)＝Kp［1＋1/(Ti s)］, 其中Kp为可调比例系数, Ti为可调积分时间常数。 在串联校正中, PI控制器相当于在系统中增加一个位于原点的开环 极点, 同时也增加了一个位于s左半平面的开环零点。增加的极点 可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误差, 改善系统 稳态性能; 而增加的负实零点则用来减小系统的阻尼程度, 缓和PI 控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影响。 只要积分 时间常数Ti足够大, PI控制器对系统稳定性的不利影响可大为减弱。 在实际控制系统中, PI控制器主要用来改善系统稳态性能。 ( ) 1 1 ( ) 1 ( ) p i c p i i U s K T s G s K E s T s T s + = = + = （ ） （ ） u t( )
笫六章线性系统的校正方法 G(S)= U(s)=K(1+) PI环节频率特性 E(s) L(o)t(dB) K(Ts+1 一阶微分加积分 -20 1+i1,O G(o=K j1, L(O)=201g K g() 45 +20g√1+722-20g70 q(a)=g17-90°转折频率o=1(KT 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 28 西安电子科技大学 航天电子信息研究所28 IAEI w w w i i c p j T j T G j K + = 1 ( ) w w w i i c p T gT L K 20lg 1 20 ( ) 20lg 2 2 + + − = = − − ( ) 90 1 c w t g Ti w 转折频率w1=1/（KpTi） ( ) 1 ( ) 1 PI环节频率特性 ( ) 1 c p i p i i U s G s K E s T s K T s T s = = + + = （ ） （ ） 一阶微分加积分
笫六章线性系统的校正方法 R()心E(人(+/sU C(s) Kp=l Ts H(S) 已校正 系统型次提 未校正 20 高,稳态性 1/7 能改善。 P校正装置:K2=1 >相位裕量减 未校正 -90} 小,稳定程 已校正 度变差。 180 @(rad/s) 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 29 西安电子科技大学 航天电子信息研究所29 IAEI Kp=1 ➢系统型次提 高，稳态性 能改善。 ➢相位裕量减 小，稳定程 度变差
笫六章线性系统的校正方法 Kp 1 负值 R()E()风(+7ALUs C(s) L(O=201g K P H(S) +20g1+7o2-20g10 已校正 系统型次提高, 20 未校正 稳态性能改善 0 20a 11/T 60 减小,快速性 P校正装置:Kn< 60~ 变差。 0 未校正 系统从不稳定变 8-90 已校正 为稳定 -180 270 @(rad/s) >相位裕量增大, 稳定程度变好。 Kp>1,ω增大,系统有可能由稳定变不稳定。 动安也分背被大A日灭分你总分您所
第六章 线性系统的校正方法 30 西安电子科技大学 航天电子信息研究所30 IAEI Kp< 1 ➢系统型次提高， 稳态性能改善； ➢系统从不稳定变 为稳定； ➢wc减小，快速性 变差。 Kp>1，wc增大，系统有可能由稳定变不稳定。 ➢相位裕量增大， 稳定程度变好。 w w w i i c p T gT L K 20lg 1 20 ( ) 20lg 2 2 + + − = 负值