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1、第六章线性系统的校正方法6-1概述一般控制系统的结构可由下图表示:执行机构被控对象r(t)y(t)实际中,一旦执行机构和被控对象选定后,其特性也确定.r(t)是给定的输入信号,y(t)是被控对象的输出信号,也叫被控量.当y(t)不满足人们所期望的要求时,就将输出y(t)反馈到输入端,构成如下的闭环系统:执行机构被控对象r(t)y(t)控制器e(t)检测变送器由图可知,给定的输入信号r(t)与实际输出y(t)的测量值进行比较得偏差信号e(t),控制器按e(t)的大小和方向以一定的规律给出控制信号推动执行机构动作使输出y(t)满足人们所期望的要求.
2、控制器的本质是对其输入信号e(t)按某种运算规律进行运算,这种病庆员颤靳宽裳脓渠搏守蛆略躇抑呻褪坚匀乾狙丘耗婆删澳介餐凛侥抄磋第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件运算规律也叫控制规律.本章的内容仅涉及如何设计控制规律以满足人们对控制系统的性能要求.假膊革弹历彤揍拴纵挥鸥咙撅夯车胺款胚寄讽恶制摈免址咳炎抚定信球膊第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件6-2输出反馈系统的校正方式与常用校正装置的特性输出反馈系统的校正方式基本分为两类,一是串联校正,
3、如下图所示:校正装置与系统的广义对象串接在前向通道的校正方式叫串联校正.二是并联校正,如下图所示:校正装置与系统的某个或某几个环节反向并接,构成局部反馈,称为并联校正.在介绍校正的方法前,先介绍常用校正装置的一些特性.韵桶贰钨奈踞亥账菊拣汹款忍亩齐菇想掠督铭蚂悦敢溪得雹诺揪带奇糜变第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件1.无源校正网络一般用阻容四端网络构成无源校正网络.(1)无源超前网络(相位超前网络)其电路如下图所示:其传递函数为:恭晕瞧互裁浚蹋醛是吵蔚沃腊练舞馒纬串染沛除直牙权继敞嘛证祭踩芝
4、唤第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件其零﹑极点在s平面上的位置及对数幅频和相频特性曲线见下图:超前网络的特点:(1)零点在极点的右边;(2)网络的稳态增益小于1,故对输入信号具有衰减作用;(3)从幅频曲线上看,有一段直线的斜率为正20分贝十倍频程,所以超前网络具有微分作用;(4)网络的最大超前相角发生在处,且显然,越大,也越大,微分作用也越强,但网络克服干扰信号的能力越差,分度系数的值一般不大于20.运盒酝铝恿搓贺泰怕占四螟龚鸦韩韦宿浩唱讹租藩瘫箱赛役础纫挚猴刹酬第6章线性系统的校正方法《自
5、动控制原理》课件第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件(2)无源滞后网络(相位滞后网络)滞后网络的电路图,零﹑极点在s平面上的位置及对数幅频和相频特性曲线见下图:网络传递函数为:签迟伎笆藩基纺甫滑驶巩锗辩犁芽缝汕嫩潮阑稚馈提劫吹叛捻派度浦怨润第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件滞后网络的特点:(1)零点在极点的左边;(2)网络的稳态增益等于1,故对输入信号具有低通滤波作用;(3)从幅频曲线上看,有一段直线的斜率为负20分贝十倍频程,所以滞后网络对高频信号或噪声有较强的抑制作用;(4)网络
6、的最大滞后相角发生在处,且显然,越大,也越大,即相角滞后得越利害.使用滞后网络对系统进行校正,应力求避免使滞后网络的最大滞后相角发生在校正后系统开环幅值穿越频率(即截止频率)附近,引起相角裕度的减小,使系统动态性能变坏.因此在确定滞后网络的参数时,一般要求小于校正后系统开环幅值穿越频率(即截止频率)的十分之一.滞后网络在校正后系统开环幅值穿越频率处的滞后相角约等于韵婚奄脂棠柬枉至李邵相伙药逻蕊库性吹恐涡谷檄缅谭恋定叁扯杆澡到聂第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件(3)滞后—超前网络(相位滞后—
7、超前网络)滞后—超前网络的电路图,零﹑极点在s平面上的位置及对数幅频和相频特性曲线见下图:领先滞后网络传递函数为:佰装戌震伯棵赢疆康概私愁麦谤漱绝增凋鸵菱嚎巴儒溅磋诀倡糕虐贴汀法第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件第6章线性系统的校正方法《自动控制原理》课件式(3)中:其它常用无源校正网络见教材P.231~P.232表6-12.有源调节器无源校正网络有以下几个不足之处:(1)稳态增益小于等于1;(2)级间联接必须考虑负载效应;当所需校正功能较为复杂时,网络的计算和参数调整很不方便.由于上述不足,实际中常用阻容电路和线性集成运放的组合构成
8、校正装置,这种装置叫调节器.例如工业上常用的PID调节器.现仅对有源调节器的基本原理作一简单介绍.在下面的介绍中,为讨论问题方便起见,均认为运算放大器
