第六章线性系统的校正方法

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1、第六章线性系统的校正方法第六章线性系统的校正方法一、教学冃的与要求：通过对木章内容的讲述，耍让学生懂得校正的目的，校正的基木方式。掌握控制系统的基木控制规律，常用校止装置的特点与功能，串联超前、滞后、滞后-超前校正的设计步骤。关键是通过这些知识的学习，将前面儿章的内容综合起来加以运用，本章知识是在实际应用小的指导思想。二、授课主要内容：1.系统的设计与校正问题1）性能指标2）校正方式3）基本控制规律2.常用校止装置及其特性1）无源校止装置2）有源校正装置3.串联校正1）串联超前校正2）串联滞后校止3）串联滞后一超前校正（详细内容见讲稿）二、重点

2、、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）（1）重点掌握的内容1）掌握用解析法设计一•阶、二阶串联校正装置的方法。2）掌握本书介绍的两大类利用Bode图设计串级校正装置的频率域方法。3）掌握木书中介绍的前馈校正装置（包括前置滤波器）的设计方法。（2）一般掌握的内容1）学握用解析法设计串联PID控制器的方法。2）掌握用解析法设计并联校正装置的方法。（3）一般了解的内容1）了解校正的四大方式及其作用。2）了解校止装置的RC网络实现的物理构成。3）了解解析法设计一般二次校正装置的思想。4）了解频率域与时域指标间的互换公式。四、主要外语词汇性能扌旨

3、标performancespecification校止方式compensationmode基本控制规律basiccontrolrule出联校正scriescompcnsation反馈校正feedbackcompensation超前校正leadcompensation滞后校止lagcompensation超前-滞后校止lag-leadcompensation复合校.正complexcompensation五、辅助教学情况（见课件）六、复习思考题1.什么是控制系统的校正？什么是串联校正方式？校正装置的选取原则是什么？2.简述串联校正方式中调节器的设

4、计方法并说明各设计方法的特点？3.比例微分控制规律对改变系统的性能有什么作用？4.比例积分控制规律对改变系统的性能有什么作用？5.Kc、Ti及Td改变后对系统控制质量的影响如何？6.分析积分作用的强弱，对系统有何影响？7.将PID环节屮的微分部分改为不完全微分形式，曲线形状如何？七、参考教材（资料）1•《自动控制理论与设计》曹柱中徐薇莉编上海交通大学岀版社2•《自动控制原理》翁思义杨平编著小国电力岀版社参考两书第六章有关内容。八、讲稿第七章线性系统的校正方法根据被控对象及给定的技术指标要求设计口动控制系统，需要进行大量的分析计算。设计中需要考虑

5、的问题是多方面的，既要保证所设计的系统冇良好的性能，满足给定技术指标的要求；乂要照顾到便于加工，经济性好，可靠性高。在设计过程屮，既要有理论指导，也要重视实践经验，往往还要配合许多局部和整体的实验。本章主要研究线性定常控制系统的校正方法。所谓校正，就是在系统屮加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。在这一章屮，将主要介绍目前工程实践中常用的三种校止方法，即串联校止、反馈校止和复合校止。系统的设计与校正问题当被控对象给定后，按照被控对彖的工作条件，被控信号应具有的最大速度和加速度要求等，可

6、以初步选定执行元件的型式、特性和参数。然后，根据测量精度、抗扰能力、被测信号的物理性质、测量过程中的惯性及非线性度等因素，选择合适的测量变送元件。在此基础上，设计增益可调的前置放大器与功率放大器。这些初步选定的元件以及被控对象，构成系统屮的不可变部分。设计控制系统的目的，是将构成控制器的各元件与被控对象适当组合起来，使之满足表征控制精度、阻尼程度和响皿速度的性能指标要求。如杲通过调整放大器增益后仍然不能全面满足设计要求的性能指标，就需要在系统中增加一些参数及特性可按需要改变的校正装置，使系统性能全面满足设计要求。这就是控制系统设计中的校正问题。

7、1,性能指标进行控制系统的校止设计，除了应已知系统不可变部分的特性与参数外，还需耍已知对系统提出的全部性能指标。性能指标通常是山使用单位或被控对象的设计制造单位提出的。不同的控制系统对性能指标的要求应有不同的侧重。例如，调速系统对平稳性和稳态精度耍求较高，而随动系统则侧重丁•快速性耍求。性能指标的提出，应符合实际系统的需要与可能。一般说，性能指标不应当比完成给定任务所需要的指标更高。例如，若系统的主要要求是具备较高的稳态工作精度，则不必对系统的动态性能提出不必要的过高要求。实际系统能具备的各种性能指标，会受到组成元部件的固有误差、非线性特性、能

8、源的功率以及机械强度等各种实际物理条件的制约。如果要求控制系统应具备较快的响应速度，则应考虑系统能够捉供的最人速度和加速度，以及系统容许的强度极限。除