自动控制系统的校正一

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1、§6自动控制系统的校正§6-1控制系统校正的基本概念系统分析：对已知结构参数的系统进行建模,然后对系统进行动静态性能指标的计算,研究其与参数关系。系统设计：根据实际运行需要,从工程实际出发,提出期望性能指标,然后根据控制对象,合理选择方案及结构,计算参数和选择元部件,建立起能满足设计指标的系统。固有系统:通常,系统设计中,根据己知被控对象的特点、技术要求以及经济性、可靠性、维修方便性等要求选定系统其它部件,从而组成最基本的控制系统,称为固有系统。固有系统中除放大器的放大系数可调外,其余参数在设计过程中往往是不变的,故又称为不可变部分。校

2、正装置:固有系统性能较差,难以满足对性能指标的要求,必须在系统原有结构基础上引入新的附加环节(校正装置)以作为同时改善系统稳态性能和动态性能的手段。这种用添加新环节去改善系统性能的过程称为对控制系统的校正。§6自动控制系统的校正§6-1控制系统校正的基本概念校正方式:1.串联校正2.并联校正(反馈校正);3.复合控制校正§6自动控制系统的校正§6-1控制系统校正的基本概念1.稳态性能指标：常用稳态误差系数给出；2.动态性能指标：⑴时域指标：⑵开环频域指标闭环频域指标：⑶复域指标：常以系统主导极点所允许的最小阻尼系数和最小无阻尼振荡角频率

3、表示。3.设计方法：(1).频率法:利用校正装置改变原系统频率特性形状,使其具有合适的低频段、中频段和高频段从而获得满意的静、动态性能。(2).根轨迹法：假定校正后闭环具有一对主导共轭复数极点,若原系统性能指标达不到要求,则引入适当校正装置,利用其零极点去改变原根轨迹,使通过期望主导极点。考虑到校正后系统的闭环零点和非主导极点对性能的影响,故选择期望主导极点时应留有余地。(3).计算机辅助设计§6-2常用电气型校正装置及其特性§6-2-1.超前校正装置(微分校正装置)§6-2§6-2-1超前校正装置H:exp603252.m§6-2-

4、1超前校正装置..exp604252.m设网络对开环放大系数衰减已由放大器补偿§6-2-1超前校正装置..exp604252.m§6-2常用电气型校正装置及其特性§6-2-1超前校正装置在ω由1/T～1/(αT),L(ω)的斜率为[+20],与纯微分环节的L(ω)斜率相同,意味着网络在该频率范围内对输入信号有微分作用,故称微分校正网络;在ω由0～∞所有频率下,相角均为正值,即网络输出信号在相位上总是超前于输人信号,故称为相角超前校正网络。§6-2常用电气型校正装置及其特性§6-2-1超前校正装置2.有源超前网络§6-2常用电气型校正

5、装置及其特性§6-2-2滞后校正(积分校正)装置§6-2-2滞后校正(积分校正)装置..exp603252.m§6-2-2滞后校正(积分校正)装置§6-2-2滞后校正(积分校正)装置..exp604252.m§6-2-2滞后校正(积分校正)装置因β>1,故网络负实数极点[-1/(βT)]位于负实数零点(-1/T)右侧,即极点比零点更靠近原点。若T足夠大,则滞后网络提供一对靠近原点的开环偶极子,在不影响远离偶极子处根轨迹前提下,大大提高稳态性能。§6-2-3滞后-超前校正(积分-微分校正)装置.1§6-2-3.1无源滞后-超前网络..

6、exp615259.m§6-2-3滞后-超前校正装置.1无源滞后-超前网络§6-2-3.1无源滞后-超前网络..exp616259.m§6-2-3滞后-超前校正装置.2有源滞后-超前网络§6-2常用电气型校正装置及其特性:由运算放大器组成的有源校正网络§6-2常用电气型校正装置及其特性:由运算放大器组成的有源校正网络§6-2常用电气型校正装置及其特性:由运算放大器组成的有源校正网络§6-3自控系统的频率法校正§6-3-1串联超前校正装置的设计方法例6-1§6-3-1串联超前校正装置的设计方法例6-1§6-3-1串联超前校正装置的设计

7、方法例6-1exp602264.mdl§6-3-1串联超前校正装置的设计方法例6-1exp602265.m*§6-3-1串联超前校正装置的设计方法例6-1exp602264.mdl§6-3-1串联超前校正装置的设计方法例6-1exp602264.mdlexp602265.m§6-3-1串联超前校正装置的设计步骤(1)由稳态误差要求,确定开环放大系数K.绘原系统Bode图,求未校正系统截止频率相角裕度和幅值裕度;(2)确定校正后系统截止频率和网络的:按要求值选定,在图查未校正系统的.取,使求出值.若事先未提出要求,则由指标要求,由下式求超

8、前网络最大超前角为校正网络引入后截止频率右移导致相角裕度减少的补偿量,一般,左右.;在查值为的频率即§6-3-1串联超前校正装置的设计步骤(3)确定校正网络传递函数:(4)检验性能指标;(5)确定校正网络电