自动控制原理课件(精)6

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1、第6章线性系统的校正方法6.1综合与校正的基本概念6.2常用校正装置及其特性6.3串联校正6.4反馈校正16.1综合与校正的基本概念原系统控制器控制对象校正系统原系统校正装置能使系统的控制性能满足控制要求而有目的地增添的元件称为控制系统的校正元件或称校正装置.图6－1系统综合与校正示意图26.2常用的校正装置及其特性6.2.1校正装置的连接方式:(1)串联校正(2)顺馈校正(3)反馈校正Gc(s):校正装置传递函数G(s):原系统前向通道的传递函数H(s):原系统反馈通道的传递函数36.2.2常用校正装置及其特性(1

2、)超前校正网络(2)滞后校正网络(3)滞后-超前校正网络41.超前校正网络网络的传递函数R1R2C1图6-2无源超前网络UoUi式中复阻抗5UiUoR1R2C图6-3无源滞后网络2.滞后校正网络6令传递函数有两个不相等的负实根，则可写为R1R2C1C2U1U2式中，设则有3.滞后-超前校正网络图6-4滞后-超前网络76.3串连校正当控制系统的性能指标是以稳态误差ess、相角裕度、幅值裕度Kg、相对谐振峰值Mr、谐振频率ωr和系统带宽ωb等频域性能指标给出时，采用频率特性法对系统进行综合与校正是比较方便的。因为在伯德

3、图上，把校正装置的相频特性和幅频特性分别与原系统的相频特性和幅频特性相叠加，就能清楚的显示出校正装置的作用。反之，将原系统的相频特性和幅频特性与期望的相频特性和幅频特性比较后，就可得到校正装置的相频特性和幅频特性，从而获得满足性能指标要求的校正网络有关参数。86.3.1串联超前校正超前校正的主要作用是在中频段产生足够大的超前相角,以补偿原系统过大的滞后相角。超前网络的参数应根据相角补偿条件和稳态性能的要求来确定。串联超前校正对系统的影响增加了开环频率特性在剪切频率附近的正相角,可提高系统的相角裕度;减小对数幅频特性在

4、幅值穿越频率上的负斜率,提高了系统的稳定性;提高了系统的频带宽度,可提高系统的响应速度。96.3.2串联滞后校正串联滞后校正装置的主要作用，是在高频段上造成显著的幅值衰减，其最大衰减量与滞后网络传递函数中的参数b(b<1)成反比。串联滞后校正对系统的影响在保持系统开环放大系数不变的情况下，减小剪切频率，从而增加了相角裕度，提高了系统相对稳定性；在保持系统相对稳定性不变的情况下，可以提高系统的开环放大系数，从而改善系统的稳态性能；由于降低了幅值穿越频率,系统宽带变小，从而降低了系统的响应速度，但提高了系统抗干扰的能力。

5、106.3.3串联滞后-超前校正串联超前校正主要是利用超前网络的相角超前特性来提高系统的相角裕量或相对稳定性，而串联滞后校正是利用滞后网络在高频段的幅值衰减特性来提高系统的开环放大系数，从而改善系统的稳态性能。串联滞后校正主要用来校正开环频率的低频区特性，超前校正主要用于改变中频区特性的形状和参数。在确定参数时，两者基本上可独立进行。可按前面的步骤分别确定超前和滞后装置的参数。一般，先根据动态性能指标的要求确定超前校正装置的参数，在此基础上，再根据稳态性能指标的要求确定滞后装置的参数。应注意，在确定滞后校正装置时，尽

6、量不影响已由超前装置校正好了的系统的动态指标，在确定超前校正装置时，要考虑到滞后装置加入对系统动态性能的影响，参数选择应留有裕量。116.4反馈校正在控制系统的校正中，反馈校正也是常用的校正方式之一。反馈校正除了与串联校正一样，可改善系统的性能以外，还可抑制反馈环内不利因素对系统的影响。图6－1表示一个具有局部反馈校正的系统。在此，反馈校正装置反并接在的两端，形成局部反馈回环（又称为内回环）。为了保证局部回环的稳定性，被包围的环节不宜过多，一般为2个。图6－5具有反馈校正的系统E(s)G1(s)H(s)Y(s)R(s

7、)G4(s)G3(s)G2(s)12