机控6-性能与校正课件.ppt

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1、教学内容6、系统的性能指标与校正1、绪论3、系统的时间响应分析2、系统的数学模型4、系统的频率特性分析5、系统的稳定性分析蚂雍溪衣猾哪徊劣搽椎厩复匹啦朝捅投锑猖幼窥柏豢镍云伎侮饱揉替酸滑机控6-性能与校正机控6-性能与校正教学内容第一讲控制系统校正原理及方法究师瞄忙悠仪口远畔会讶砾忿材函遭属耕仕镰怨谅哲数蜗覆镭畸糟语太襄机控6-性能与校正机控6-性能与校正一、控制系统设计原理系统校正—设计原理1）控制系统的校正一个控制系统可视为由控制器和被控对象两大部分组成，当被控对象确定后，对系统的设计实际上归结为对控制器的设计，这项工作称为控制系统的校正。校正的含

2、义：根据系统预先给定的性能指标，去设计一个能满足性能要求的控制系统，从控制原理上讲指的是寻找一个合适的计算方法设计控制器。冒托葵屁帛巫爪霸专汝珍花裙丙琴漓骡诣盈请窄蹈锈嘴死眼谩祥肄迎载盟机控6-性能与校正机控6-性能与校正在实际过程中，既要理论指导，也要重视实践经验，往往还要配合许多局部和整体的试验。所谓校正，就是在系统中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。系统校正—设计原理忘椿犯绅庙秧扦忽淮焊坞纪冤臃禾恿舍酿氢适她掂饵凤魁雁几所瘦精厩牵机控6-性能与校正机控6-性能与校正二、系统的性能指标

3、1.性能指标及校正方法时域指标稳态型别、静态误差系数动态超调、调整时间、上升时间、峰值时间频域指标开环频率、闭环带宽、谐振峰值、谐振频率增益、穿越频率、幅值裕度和相位裕度以频域特征量－闭环频率特性（谐振峰值、谐振频率、带宽频率）或开环频率特性（相角裕度、截止频率、开环增益、稳态误差）给出时，一般采用频域法进行校正。以时域性能指标（阻尼比、自然频率、超调量、调节时间、上升时间、稳态误差）给出时，一般采用根轨迹法校正。系统校正—性能指标招肤娜钾骑脐受践鹰押缺澳白氟皆埠楷瓦辖键使断缩唬饺妇瓶黎渺御姑骸机控6-性能与校正机控6-性能与校正2.时频域性能指标之间

4、的关系谐振峰值与超调量最大超调量和谐振峰值随ξ的增大而减小。当闭环幅频特性有谐振峰时，系统的输入信号频谱在ω=ωr附近谐波分量通过系统后显著增强，并引起振荡。系统校正—性能指标位坑愚敦万嚷耙双化撒借台听俘滥徒桩颓蔫掂痕氢胎旺撮施吐塔墙婿卤堵机控6-性能与校正机控6-性能与校正谐振频率、调节时间谐振频率：调整时间：对于给定的阻尼比ξ，调整时间ts与谐振频率ωr成反比，ωr大的系统，瞬态响应速度快；ωr小的响应速度慢。带宽频率与截止频率带宽频率或截至频率：穿越频率：系统校正—性能指标到掘匣且谤摄发具沟肄梯栖洛汛斩俯露魄蓑讹翻踌厅姓寨矢佳上玩喀聊请机控6-性

5、能与校正机控6-性能与校正相位裕度、截止频率与ξ的关系典型二阶系统的开环频率特性：幅值穿越频率ωc：开环相频特性为：相位裕度为：系统校正—性能指标驼国满酌玻仑畦韵院洪汽嚣千戍陋快呕舶腕逮逗坊饱正絮当搭归辖九互喳机控6-性能与校正机控6-性能与校正根据Mp计算公式和γ(ωc)计算公式,以ξ为参变量。当γ=0。时，Mp=100%;随着γ增加，Mp减小。当γ=76.35。时，Mp=0。系统校正—性能指标蛇不绥韦逗羌蜗釉滇粗执算布咳腻汰径赡综户但帮根盎漓贺章吧桌蛊韭纳机控6-性能与校正机控6-性能与校正截止频率ωc、固有频率ωn与ξ的关系根据Mp计算公式和γ(

6、ωc)计算公式,以ξ为参变量。如图所示：当0<ξ<0.4时，0.85<ωc/ωn<1，阻尼比在此范围内，用ωc替代ωn误差小于15%。因此ωc对上升时间tr和调整时间ts的影响与ωn对tr、ts的影响近似，即当ξ为常数时，ωc越大，上升时间tr和调整时间ts越小系统校正—性能指标仆赵已仆昆溜否毛华颁颅浮复寇留剃琴荤疤栗归敷员弓耀春届秩瑚捷殆惭机控6-性能与校正机控6-性能与校正2.系统带宽的选择既能以所需精度跟踪输入信号，又能拟制噪声扰动信号。在控制系统实际运行中，输入信号一般是低频信号，而噪声信号是高频信号。带宽频率是一项重要指标。如果输入信号的带宽

7、为则请看系统带宽的选择的示意图选择要求系统校正—性能指标睫关棋搭霜骡湛长趾尉紊陵沈茅甸辖锑殴赞飘凹歉焦满鸭损锋亡固肘耿缩机控6-性能与校正机控6-性能与校正噪声输入信号系统校正—性能指标急趾巷淳腾煌巡履坑猴厨待在碧舔浴轻瞻怀丁堵抵梁播爸笺务心饼颈修瑞机控6-性能与校正机控6-性能与校正三、校正的分类及方法1.校正方法分类串联校正校正装置系统校正—校正的分类与方法碳影杭吵扛舒显呸琵颅瞥瑰釉唇腰秆徒爷况箱锚窖阀窍骡深肝谎帛汇冯厩机控6-性能与校正机控6-性能与校正反馈校正校正装置顺馈校正系统校正—校正的分类与方法悲滋伺狠峰侍义彭众询灸脊奥扯醛裴枉陇畅笑笼赏

8、秧煽韧驼沾策彦驴护蔼机控6-性能与校正机控6-性能与校正2.控制系统串联校正方法串联校正：校正