自动控制系统的校正ppt课件.ppt

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1、自动控制系统的校正6.1控制系统校正的基本概念6.2常用校正装置及其特性6.3自动控制系统频率法校正6.4串联校正装置的根轨迹法设计6.5串联校正装置的期望对数频率特性设计法6.6并联校正装置的设计6.7PID控制闭环系统的组成执行元件：受被控对象的功率要求和所需能源形式、工作条件限制。伺服电动机、液压/气动伺服马达等；测量元件：依赖于被控制量的形式。电位器、热电偶、测速发电机以及各类传感器等；给定元件及比较元件：取决于输入信号和反馈信号的形式电位计、旋转变压器、机械式差动装置等等；放大元件：由所要求的控制精度和驱动执行元件的要求进行配置，有些情形下甚至需要几个放大器。电压放大器（或电流放

2、大器）、功率放大器等等，放大元件的增益通常要求可调。各类控制元件：系统的性能指标、成本、尺寸、质量、环境适应性、易维护性6.1控制系统校正的基本概念控制系统不可变部分执行机构功率放大器检测装置可变部分放大器、校正装置迫使系统满足给定的性能(设计系统)?调整增益相角裕量增加稳态误差增加!!大多数情况下，只调整增益不能使系统的性能得到充分地改变，以满足给定的性能指标。L()()00180º1=0G(s)G(s)/Kc1c控制系统的设计任务：根据被控对象及其控制要求，选择适当的控制器及控制规律设计一个满足给定性能指标的控制系统。校正(补偿)：通过改变系统结构，或在系统中增加

3、附加装置或元件对已有的系统（固有部分）进行再设计使之满足性能要求。！控制系统的设计本质上是寻找合适的校正装置(校正装置)控制系统的性能指标稳态精度稳态误差ess过渡过程响应特性时域：上升时间tr、超调量Mp、调节时间ts频域：谐振峰值Mr、增益交界频率ωc、谐振频率ωr、带宽ωb相对稳定性增益裕量Kg、相位裕量(c)扰动的抑制带宽校正方式串联校正并联校正（反馈校正）复合（前馈、顺馈）校正校正方式取决于系统中信号的性质；技术方便程度；可供选择的元件；其它性能要求（抗干扰性、环境适应性等）；经济性…串联校正设计较简单，容易对信号进行各种必要的变换，但需注意负载效应的影响。反馈校正可消除系统

4、原有部分参数对系统性能的影响，元件数也往往较少。同时采用串、并联校正性能指标要求较高的系统。1、综合法（期望特性法）根据性能指标要求确定系统期望的特性，与原有特性进行比较，从而确定校正方式、校正装置的形式及参数。校正方法固有特性系统要求的品质指标选定的校正装置“-”2、分析法（试探法）直观、设计的校正装置物理上易于实现。固有特性系统要求的品质指标系统的品质不符要求则重选校正装置选定的校正装置“+”“-”校正装置无源校正网络：阻容元件优点：校正元件的特性比较稳定。缺点：由于输出阻抗较高而输入阻抗较低，需要另加放大器并进行隔离;没有放大增益，只有衰减。有源校正网络：阻容电路+线性集成运算

5、放大器优点：带有放大器，增益可调，使用方便灵活。缺点：特性容易漂移。6.2常用校正装置及其特性超前校正网络无源阻容网络机械网络阻容网络机械网络滞后校正网络无源阻容网络机械网络滞后-超前校正网络滞后--超前校正装置的特性前半段是相位滞后部分,由于具有使增益衰减的作用，所以允许在低频段提高增益，以改善系统的稳态性能。后半段是相位超前部分,可以提高系统的相位裕量,加大幅值穿越频率，改善系统的动态性能。设一具有单位反馈的控制系统，其开环传递函数为，若要求使系统静态速度误差系数Kv等于20s－1，相位裕度γ不小于50°。超前串联校正c相频超前系统带宽稳定裕度（1）根据误差等稳态指标的要求，

6、确定系统的开环增益K6.3自动控制系统频率法校正1.系统稳定2.稳态误差满意3.瞬态响应不满意改变高频部分，c超前校正（2）计算未校正系统Gs（j)的相位裕量系统的相位和增益裕量分别为17°和＋∞分贝补偿c增加造成的Gs（j)相位滞后（3）确定需要增加的最大相位超前角m（4）确定系数，确定频率c,且c=m（5）确定超前网络的转角频率1、2（6）引进增益Kc等于的放大器，确定校正后的系统开环传递函数（7）确定超前网络的参数???μF（kΩ）（kΩ）（8）校验满足稳态要求带宽增加、响应加快增益裕量：+分贝相位裕量：50°单位反馈的系统开环传递函数为,要求校正后系

7、统的速度误差系数,相位裕量不小于40°。滞后串联校正增大开环增益提高稳态精度高频段衰减不影响动态品质（1）根据给定的稳定误差或误差系数,确定系统的开环增益（2）确定未校正系统的相位裕量和增益裕量2.c附近的Gs(j)的相角减小很快滞后校正1.须增加的相位裕量较大3.未提出频宽要求（3）选择新的c补偿校正网络引起的相角滞后在=0.5s-1附近的相位角等于-128º（即相位裕量为52º）。选择新的增益交界频率（