自動(dòng)控制詳細(xì)課件 線(xiàn)性系統(tǒng)的校正方法

1、自自 動(dòng)動(dòng) 控控 制制 原原 理理2011年年11月月唐唐 求求電氣與信息工程學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院第六章第六章 線(xiàn)性系統(tǒng)的校正方法線(xiàn)性系統(tǒng)的校正方法系統(tǒng)系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與與校正問(wèn)題校正問(wèn)題6-1常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性6-2串聯(lián)校正串聯(lián)校正3反饋校正反饋校正46-36-4復(fù)合校正復(fù)合校正46-5控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)46-6一、時(shí)域性能指標(biāo)一、時(shí)域性能指標(biāo)延遲時(shí)間延遲時(shí)間td上升時(shí)間上升時(shí)間tr峰值時(shí)間峰值時(shí)間tp調(diào)節(jié)時(shí)間調(diào)節(jié)時(shí)間ts超調(diào)量超調(diào)量穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差e essss1、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：2、穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)：、穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)：二、頻域性能指標(biāo)二、頻域

2、性能指標(biāo)諧振峰值諧振峰值Mr諧振頻率諧振頻率 r幅值裕度幅值裕度h相角裕度相角裕度 帶寬頻率帶寬頻率 b截止頻率截止頻率 c6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題校正：校正： 在系統(tǒng)中附加一些裝置改變系統(tǒng)在系統(tǒng)中附加一些裝置改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從而提高系統(tǒng)的性能。的結(jié)構(gòu)，從而提高系統(tǒng)的性能。校正：校正：的結(jié)構(gòu)，從而提高系統(tǒng)的性能。的結(jié)構(gòu)，從而提高系統(tǒng)的性能。三、三、頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)的關(guān)系頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)的關(guān)系諧振峰值：諧振峰值：)707. 0( 1212 rM諧振頻率：諧振頻率：)707. 0( 212 nr帶寬頻率：帶寬頻率：1)21()21(222 nb截止頻率：

3、截止頻率：24214 nc相角裕度：相角裕度：242142 arctg超調(diào)量：超調(diào)量：%100%21 e調(diào)節(jié)時(shí)間：調(diào)節(jié)時(shí)間：nst 5 . 3 6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題1、二階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)的關(guān)系頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)的關(guān)系2、高階系統(tǒng)、高階系統(tǒng)頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)的關(guān)系頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)的關(guān)系諧振峰值：諧振峰值： sin1 rM超調(diào)量：超調(diào)量：)8 . 11( )1(4 . 016. 0 rrMM 調(diào)節(jié)時(shí)間：調(diào)節(jié)時(shí)間：csKt )8 . 11( )1(5 . 2)1(5 . 122 rrrMMMK式式中中，6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4、與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題1）串聯(lián)校正：）串聯(lián)校正：校正裝置校正裝置Gc(s)串接在前向通道中。串接在前向通道中。Gc(s)R(s)C(s)_G0(s)H(s)2）反饋校正：）反饋校正：校正裝置校正裝置Gc(s)接在系統(tǒng)的局部反饋回路中。接在系統(tǒng)的局部反饋回路中。G1(s)R(s)C(s)_G2(s)H(s)Gc(s)_四、校正方式四、校正方式6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題在反饋控制回路中加入順饋校正通路，組成一個(gè)有機(jī)體。在反饋控制回路中加入順饋校正通路，組成一個(gè)有機(jī)體。a）按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制形式）按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制形式G1(s)G2(s)R(s)C(s)_Gn(s)

5、N(s)+b）按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制形式）按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制形式G1(s)G2(s)R(s)C(s)_Gr(s)3）復(fù)合校正）復(fù)合校正6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題 4 4）校正方式的選擇原則）校正方式的選擇原則 常用的校正方式有常用的校正方式有串聯(lián)校正串聯(lián)校正和和反饋校正反饋校正兩種。校兩種。校正方式的選擇取決于系統(tǒng)中的信號(hào)性質(zhì)，技術(shù)實(shí)正方式的選擇取決于系統(tǒng)中的信號(hào)性質(zhì)，技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方便性，可供選擇的元件，抗擾性要求、經(jīng)現(xiàn)的方便性，可供選擇的元件，抗擾性要求、經(jīng)濟(jì)性要求、環(huán)境使用條件以及設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)等因濟(jì)性要求、環(huán)境使用條件以及設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)等因素。素。 串聯(lián)校正設(shè)計(jì)比反饋校正

6、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，也比較串聯(lián)校正設(shè)計(jì)比反饋校正設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，也比較容易對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種必要的變換，因此，特別是容易對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種必要的變換，因此，特別是在教學(xué)中，更偏向于在教學(xué)中，更偏向于采用和講解串聯(lián)校正采用和講解串聯(lián)校正。 在性能指標(biāo)要求較高的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常在性能指標(biāo)要求較高的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常兼用串聯(lián)校正與反饋校正兩種方式。兼用串聯(lián)校正與反饋校正兩種方式。6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題五、基本控制規(guī)律五、基本控制規(guī)律1、比例（、比例（P）控制規(guī)律）控制規(guī)律具有比例控制規(guī)律的控制器，稱(chēng)為具有比例控制規(guī)律的控制器，稱(chēng)為P控制器?？刂破?。傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：pcKsG )( 可改變

7、信號(hào)的增益但不影響其相位。用可改變信號(hào)的增益但不影響其相位。用于串聯(lián)校正時(shí)，可提高系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益，減于串聯(lián)校正時(shí)，可提高系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益，減小穩(wěn)態(tài)誤差，但會(huì)降低穩(wěn)定性小穩(wěn)態(tài)誤差，但會(huì)降低穩(wěn)定性。6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題2、比例、比例-微分（微分（PD）控制規(guī)律）控制規(guī)律具有比例具有比例-微分控制規(guī)律的控制器，稱(chēng)為微分控制規(guī)律的控制器，稱(chēng)為PD控制器?？刂破鳌鬟f函數(shù)：傳遞函數(shù)：)1()(sKsGpc 起比例和微分作用。用于串聯(lián)校正時(shí)，可起比例和微分作用。用于串聯(lián)校正時(shí)，可使系統(tǒng)增加一個(gè)開(kāi)環(huán)零點(diǎn)（使系統(tǒng)增加一個(gè)開(kāi)環(huán)零點(diǎn)（-1/ ），提高系統(tǒng)的），提高系統(tǒng)的相角裕度，有助于動(dòng)

8、態(tài)性能的改善。相角裕度，有助于動(dòng)態(tài)性能的改善。6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題3、積分（、積分（I）控制規(guī)律）控制規(guī)律具有積分控制規(guī)律的控制器，稱(chēng)為具有積分控制規(guī)律的控制器，稱(chēng)為I控制器?？刂破鳌鬟f函數(shù)：傳遞函數(shù)：sKsGic )( 對(duì)信號(hào)起積分作用，并使系統(tǒng)產(chǎn)生對(duì)信號(hào)起積分作用，并使系統(tǒng)產(chǎn)生90的相的相角滯后。積分控制可提高系統(tǒng)的型別，有利于穩(wěn)角滯后。積分控制可提高系統(tǒng)的型別，有利于穩(wěn)態(tài)性能的提高；但是，使系統(tǒng)增加一個(gè)位于原點(diǎn)態(tài)性能的提高；但是，使系統(tǒng)增加一個(gè)位于原點(diǎn)的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不利。的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不利。6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正

9、問(wèn)題4、比例、比例-積分（積分（PI）控制規(guī)律）控制規(guī)律具有比例具有比例-積分控制規(guī)律的控制器，稱(chēng)為積分控制規(guī)律的控制器，稱(chēng)為PI控制器。控制器。傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：)11()(sTKsGipc 用于串聯(lián)校正時(shí)，可使系統(tǒng)增加一個(gè)開(kāi)環(huán)極用于串聯(lián)校正時(shí)，可使系統(tǒng)增加一個(gè)開(kāi)環(huán)極點(diǎn)和開(kāi)環(huán)零點(diǎn)。位于原點(diǎn)的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)可提高系統(tǒng)點(diǎn)和開(kāi)環(huán)零點(diǎn)。位于原點(diǎn)的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)可提高系統(tǒng)的型別，以消除或減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，而增加的型別，以消除或減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，而增加的負(fù)實(shí)數(shù)零點(diǎn)可緩和極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生的的負(fù)實(shí)數(shù)零點(diǎn)可緩和極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生的不利影響。不利影響。6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題5、比例

10、、比例-積分積分-微分（微分（PID）控制規(guī)律）控制規(guī)律具有比例具有比例-積分積分-微分控制規(guī)律的控制器，稱(chēng)為微分控制規(guī)律的控制器，稱(chēng)為PID控制器。控制器。傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：2111( )()cpipiiiGsKsT sKT sT sTs 當(dāng)當(dāng)4 /Ti1時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)Ti和和 可使系可使系統(tǒng)增加兩個(gè)負(fù)實(shí)數(shù)零點(diǎn)和一個(gè)位于原點(diǎn)的開(kāi)環(huán)極統(tǒng)增加兩個(gè)負(fù)實(shí)數(shù)零點(diǎn)和一個(gè)位于原點(diǎn)的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)。與點(diǎn)。與PI控制器相比，除了同樣具有提高系統(tǒng)穩(wěn)控制器相比，除了同樣具有提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的優(yōu)點(diǎn)外，還對(duì)提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能有更態(tài)性能的優(yōu)點(diǎn)外，還對(duì)提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能有更大的優(yōu)越性。大的優(yōu)越性。6-1

11、 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題一、無(wú)源校正網(wǎng)絡(luò)一、無(wú)源校正網(wǎng)絡(luò)1、無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)（等效于、無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)（等效于PD控制器）控制器）R1U1CU2R2若輸入信號(hào)源的內(nèi)阻為零，若輸入信號(hào)源的內(nèi)阻為零，負(fù)載阻抗無(wú)窮大，則負(fù)載阻抗無(wú)窮大，則TsaTssaGc 11)(式中，式中，1221 RRRa分度系數(shù)分度系數(shù)CRRRRT2121 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性 無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)的對(duì)數(shù)頻率特性無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)的對(duì)數(shù)頻率特性最大超前角頻率最大超前角頻率 m ：aTm1 最大超前角最大超前角 m ：11arcsin21 aaaaarctgm m處的對(duì)數(shù)幅頻值處的對(duì)數(shù)幅

12、頻值 ：aLmclg10)( 6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性3）抗高頻干擾能力較弱。抗高頻干擾能力較弱。4）適用于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度滿(mǎn)足要求，噪聲電平不高，適用于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度滿(mǎn)足要求，噪聲電平不高，但是但是 ，ts不滿(mǎn)足要求的系統(tǒng)校正。不滿(mǎn)足要求的系統(tǒng)校正。2）使系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益下降使系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益下降a 倍，需提高放大器增益加倍，需提高放大器增益加以補(bǔ)償。以補(bǔ)償。無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：1）通過(guò)相角超前特性提高系統(tǒng)的通過(guò)相角超前特性提高系統(tǒng)的 和和 c，從而減，從而減小小 ；可提高系統(tǒng)的快速性，改善動(dòng)態(tài)性能。；可提高系統(tǒng)的快速性，改善動(dòng)態(tài)性能。6-2 常用校正裝置及其特

13、性常用校正裝置及其特性2、無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò)（等效于、無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò)（等效于PI控制器）控制器）R1U1CU2R2若輸入信號(hào)源的內(nèi)阻為零，若輸入信號(hào)源的內(nèi)阻為零，負(fù)載阻抗無(wú)窮大，則負(fù)載阻抗無(wú)窮大，則TsbTssGc 11)(式中，式中，1212 RRRb分度系數(shù)分度系數(shù)CRRT)(21 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò)的對(duì)數(shù)頻率特性無(wú)源滯后網(wǎng)絡(luò)的對(duì)數(shù)頻率特性最大滯后角頻率最大滯后角頻率 m ：bTm1 最大滯后角最大滯后角 m ：bbm 11arcsin 6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性無(wú)源遲后網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：無(wú)源遲后網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：1）利用高頻幅值

14、衰減特性來(lái)減小利用高頻幅值衰減特性來(lái)減小 c，提高，提高 ，從從而減小而減小 ；有利于抑制高頻噪聲，但不利于快；有利于抑制高頻噪聲，但不利于快速性。速性。2）可提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度。適用于動(dòng)態(tài)性能滿(mǎn)足要可提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度。適用于動(dòng)態(tài)性能滿(mǎn)足要求，穩(wěn)態(tài)精度需要提高的系統(tǒng)校正。求，穩(wěn)態(tài)精度需要提高的系統(tǒng)校正。6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性3）利用高頻幅值衰減特性來(lái)減小利用高頻幅值衰減特性來(lái)減小 c，提高，提高 ，因因此，要避免最大滯后角發(fā)生在已校正系統(tǒng)開(kāi)環(huán)截此，要避免最大滯后角發(fā)生在已校正系統(tǒng)開(kāi)環(huán)截止頻率附近。止頻率附近。cbT 1 . 013、無(wú)源滯后、無(wú)源滯后-超前網(wǎng)絡(luò)（等效于超

15、前網(wǎng)絡(luò)（等效于PID控制器）控制器）R1U1C1U2R2C2)1)(1()1)(1()(saTsaTsTsTsGbabac 式中，式中，babaTTaCRTCRT 1 22116-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性無(wú)源滯后超前網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：無(wú)源滯后超前網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：1）兼有滯后校正和超前兼有滯后校正和超前校正的特點(diǎn)。利用滯后部校正的特點(diǎn)。利用滯后部分的幅值衰減特點(diǎn)提高系分的幅值衰減特點(diǎn)提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；利用超前統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；利用超前部分的相角超前特性提高部分的相角超前特性提高系統(tǒng)的系統(tǒng)的 。2）可減小系統(tǒng)可減小系統(tǒng) ，獲得合適的響應(yīng)速度和，獲得合適的響應(yīng)速度和ess 。3）適用于需同時(shí)

16、提高穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的系統(tǒng)校正。適用于需同時(shí)提高穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的系統(tǒng)校正。6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性二、有源校正網(wǎng)絡(luò)二、有源校正網(wǎng)絡(luò)1、有源比例（、有源比例（P）12)(RRsGc 2、有源比例、有源比例-微分（微分（PD）)1()(sKsGc 式中，式中，1112CRRRK 6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性3、有源比例、有源比例-積分（積分（PI）)11()(TsKsGc 式中，式中，2212CRTRRK 6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性4、有源比例、有源比例-積分積分-微分（微分（PID）TssTsKsGc)1)(1()( 式中，式中，1

17、12212CRCRTRRK 6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性25vPID控制器控制器 又稱(chēng)又稱(chēng)PID調(diào)節(jié)器，是工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的有源調(diào)節(jié)器，是工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的有源校正裝置。包含一個(gè)比例環(huán)節(jié)、一個(gè)積分環(huán)節(jié)和校正裝置。包含一個(gè)比例環(huán)節(jié)、一個(gè)積分環(huán)節(jié)和一個(gè)微分環(huán)節(jié)。一個(gè)微分環(huán)節(jié)。它可以結(jié)合三種作用的優(yōu)點(diǎn)（積分改善穩(wěn)態(tài)性能，微分改它可以結(jié)合三種作用的優(yōu)點(diǎn)（積分改善穩(wěn)態(tài)性能，微分改善動(dòng)態(tài)性能），較好的滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的要求。根善動(dòng)態(tài)性能），較好的滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的要求。根據(jù)實(shí)際情況選擇其三個(gè)參數(shù)：據(jù)實(shí)際情況選擇其三個(gè)參數(shù)：K1 、 K2 、 K3 01( )( )( )(

18、)tpdidr tu tKr trdTTdt 6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性21311( )()cpikG sKsKk sT ss 26K3 =0，PID控制器變成了控制器變成了PI控制器控制器：6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性21( )ckG sKs K2 =0，PID控制器變成了控制器變成了PD控制器控制器：13( )cGsKk s 當(dāng)被控對(duì)象當(dāng)被控對(duì)象G0 (s)只有一個(gè)或兩個(gè)極點(diǎn)（或可作二只有一個(gè)或兩個(gè)極點(diǎn)（或可作二階近似）時(shí)，階近似）時(shí)，PID控制器對(duì)減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差控制器對(duì)減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差和改善系統(tǒng)的瞬態(tài)性能，效果特別明顯。和改善系統(tǒng)的瞬態(tài)性能

19、，效果特別明顯。27vK Kp p 對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響增益增益 K Kp p 的增大，使系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用增強(qiáng)，但穩(wěn)定性的增大，使系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用增強(qiáng)，但穩(wěn)定性下降；下降；vT Ti i 對(duì)系統(tǒng)性能的影響對(duì)系統(tǒng)性能的影響積分作用的增強(qiáng)（即積分作用的增強(qiáng)（即T Ti i 下降），使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差減小，下降），使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差減小，但穩(wěn)定性下降；但穩(wěn)定性下降；v對(duì)系統(tǒng)性能的影響對(duì)系統(tǒng)性能的影響微分作用的增強(qiáng)（即微分作用的增強(qiáng)（即增大），從理論上講使系統(tǒng)的增大），從理論上講使系統(tǒng)的超前作用增強(qiáng)，穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，但高頻噪聲起放大超前作用增強(qiáng)，穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，但高頻噪聲起放大作用。因而，微分作用不適

20、合于測(cè)量噪聲較大的對(duì)象。作用。因而，微分作用不適合于測(cè)量噪聲較大的對(duì)象。6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性28v為什么在工業(yè)過(guò)程控制中大都（將近為什么在工業(yè)過(guò)程控制中大都（將近90%90%以以上）采用上）采用PIDPID控制器？控制器？PIDPID控制器作為工業(yè)控制中的主導(dǎo)控制器結(jié)構(gòu)，其控制器作為工業(yè)控制中的主導(dǎo)控制器結(jié)構(gòu)，其獲得成功應(yīng)用的關(guān)鍵在于，大多數(shù)過(guò)程可由低階動(dòng)獲得成功應(yīng)用的關(guān)鍵在于，大多數(shù)過(guò)程可由低階動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)（一階或二階慣性加純滯后）近似逼近，而態(tài)環(huán)節(jié)（一階或二階慣性加純滯后）近似逼近，而針對(duì)此類(lèi)過(guò)程針對(duì)此類(lèi)過(guò)程,PID,PID控制器代表了在不知道被控對(duì)象控制器代表了在

21、不知道被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上一個(gè)實(shí)用而廉價(jià)的解。數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上一個(gè)實(shí)用而廉價(jià)的解。PIDPID不需不需要依賴(lài)于系統(tǒng)的傳函。要依賴(lài)于系統(tǒng)的傳函。6-2 常用校正裝置及其特性常用校正裝置及其特性設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般依據(jù)性能指標(biāo)在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般依據(jù)性能指標(biāo)的形式來(lái)決定應(yīng)采用的方法。的形式來(lái)決定應(yīng)采用的方法。 如果性能指標(biāo)以單位階躍響應(yīng)的峰值時(shí)如果性能指標(biāo)以單位階躍響應(yīng)的峰值時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間、超調(diào)、阻尼比、穩(wěn)態(tài)誤差等時(shí)域特間、調(diào)節(jié)時(shí)間、超調(diào)、阻尼比、穩(wěn)態(tài)誤差等時(shí)域特征量給出時(shí)，一般采用征量給出時(shí)，一般采用根軌跡法設(shè)計(jì)校正根軌跡法設(shè)計(jì)校正； 如果性能指標(biāo)以系統(tǒng)的相角裕度、幅值

22、如果性能指標(biāo)以系統(tǒng)的相角裕度、幅值裕度、諧振峰值、閉環(huán)帶寬等頻域特征量給出時(shí)，裕度、諧振峰值、閉環(huán)帶寬等頻域特征量給出時(shí)，一般一般采用頻率法設(shè)計(jì)校正采用頻率法設(shè)計(jì)校正。 目前工程技術(shù)界多習(xí)慣采用頻率法，故目前工程技術(shù)界多習(xí)慣采用頻率法，故常常要通過(guò)常常要通過(guò)近似公式近似公式進(jìn)行兩種指標(biāo)的互換。進(jìn)行兩種指標(biāo)的互換。6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正 系統(tǒng)校正的方法主要包括串聯(lián)校正系統(tǒng)校正的方法主要包括串聯(lián)校正和反饋校正。一般說(shuō)來(lái)，串聯(lián)校正比較和反饋校正。一般說(shuō)來(lái)，串聯(lián)校正比較簡(jiǎn)單。反饋校正能改變系統(tǒng)中某環(huán)節(jié)的簡(jiǎn)單。反饋校正能改變系統(tǒng)中某環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)，還能減小某些參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的結(jié)構(gòu)，還能減小某些參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性

23、能的影響，但反饋校正的設(shè)計(jì)往往需要一定影響，但反饋校正的設(shè)計(jì)往往需要一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。G0 (s)Gc (s)串聯(lián)校正結(jié)構(gòu)圖：串聯(lián)校正結(jié)構(gòu)圖： R(s)C(s)Gc(s)Go(s)_串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正一、頻率響應(yīng)法校正設(shè)計(jì)一、頻率響應(yīng)法校正設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中加入頻率特性形狀合適的校正裝置，使在系統(tǒng)中加入頻率特性形狀合適的校正裝置，使開(kāi)環(huán)系統(tǒng)頻率特性形狀變成所期望的形狀：開(kāi)環(huán)系統(tǒng)頻率特性形狀變成所期望的形狀：1、低頻段的增益滿(mǎn)足穩(wěn)態(tài)精度的要求；、低頻段的增益滿(mǎn)足穩(wěn)態(tài)精度的要求；2、中頻段對(duì)數(shù)幅頻特性

24、漸近線(xiàn)的斜率為、中頻段對(duì)數(shù)幅頻特性漸近線(xiàn)的斜率為 -20dB/dec，并具有較寬的頻寬，使系統(tǒng)，并具有較寬的頻寬，使系統(tǒng)具有滿(mǎn)意的動(dòng)態(tài)性能；具有滿(mǎn)意的動(dòng)態(tài)性能；3、高頻部分的幅值要求能迅速衰減，以抑制高頻部分的幅值要求能迅速衰減，以抑制高頻噪聲的影響。高頻噪聲的影響。6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正1、串聯(lián)超前校正、串聯(lián)超前校正2、串聯(lián)滯后校正、串聯(lián)滯后校正 串聯(lián)校正裝置的設(shè)計(jì)是根據(jù)系統(tǒng)固串聯(lián)校正裝置的設(shè)計(jì)是根據(jù)系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)和對(duì)系統(tǒng)的性能指標(biāo)有部分的傳遞函數(shù)和對(duì)系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求來(lái)確定的。要求來(lái)確定的。3、串聯(lián)滯后、串聯(lián)滯后超前校正超前校正4、PID控制器控制器二、串聯(lián)校正二、串聯(lián)校正6-3

25、 串聯(lián)校正串聯(lián)校正 利用超前網(wǎng)絡(luò)或利用超前網(wǎng)絡(luò)或PD控制器的相角超控制器的相角超前特性，使已校正系統(tǒng)的截止頻率和前特性，使已校正系統(tǒng)的截止頻率和相角裕度滿(mǎn)足性能指標(biāo)要求，從而改相角裕度滿(mǎn)足性能指標(biāo)要求，從而改善閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。善閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正1、串聯(lián)超前校正、串聯(lián)超前校正1）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開(kāi)環(huán)增益）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開(kāi)環(huán)增益K ；2）利用已確定的開(kāi)環(huán)增益，計(jì)算未校正系統(tǒng)）利用已確定的開(kāi)環(huán)增益，計(jì)算未校正系統(tǒng)的相角裕度的相角裕度 ；3）根據(jù)截止頻率）根據(jù)截止頻率 的要求，計(jì)算超前網(wǎng)絡(luò)的要求，計(jì)算超前網(wǎng)絡(luò)參數(shù)參數(shù)a和和T ；c 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正

26、串聯(lián)超前校正的一般步驟：串聯(lián)超前校正的一般步驟：選擇最大超前角頻率等于要求的系統(tǒng)截止頻率，選擇最大超前角頻率等于要求的系統(tǒng)截止頻率，即即cm aLLcmclg10)()( 則則，求得求得a 。aTm 1 校正網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)：校正網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)：TsaTssaGc 11)(4）驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相角裕度）驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相角裕度 。 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正例例1：設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為)1()( ssKsG若要求系統(tǒng)在單位斜坡輸入信號(hào)作用時(shí)，輸出穩(wěn)態(tài)誤差若要求系統(tǒng)在單位斜坡輸入信號(hào)作用時(shí)，輸出穩(wěn)態(tài)誤差 ，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)截止頻率，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)截止頻率 ，相角裕度，相角裕

27、度 ，幅值裕度，幅值裕度 。試設(shè)計(jì)串聯(lián)無(wú)源超。試設(shè)計(jì)串聯(lián)無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)。前網(wǎng)絡(luò)。1 . 0 sse)/(4 . 4sradc 45 )(10)(dBdBh 解：解： 1）確定開(kāi)環(huán)增益）確定開(kāi)環(huán)增益Kess1 1 . 0 10 K取取K=10，則未校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為，則未校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為)1(10)( sssG系統(tǒng)為系統(tǒng)為I型系統(tǒng)，單位斜坡輸入下，輸出穩(wěn)態(tài)誤差為型系統(tǒng)，單位斜坡輸入下，輸出穩(wěn)態(tài)誤差為6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正-6(dB) m=4.4dB-200401000.1110 -20dB/dec20-40-40dB/dec203.16L ( )2）畫(huà)出未校正系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性漸進(jìn)

28、線(xiàn)）畫(huà)出未校正系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性漸進(jìn)線(xiàn)L ( )，求，求 。6 .1790180 carctg )/(16. 3sradc 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正令：令：)/(4 . 4sradcm )( 6)(dBLc 查查圖圖得得：)(lg10cLa 4 a)(114. 01 saTm 所以，校正裝置的傳遞函數(shù)為所以，校正裝置的傳遞函數(shù)為sssGc114. 01456. 01)(4 3 3）計(jì)算超前網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計(jì)算超前網(wǎng)絡(luò)參數(shù)a和和T 所以，校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為所以，校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為)1)(114. 01()456. 01(10)()(4)(sssssGsGsGc 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正d

29、B-200401000.1110 -20dB/dec20-40-40dB/dec20L ( )2.28.820lga=12-20dB/decL ( )c=4.44 4）畫(huà)出校正后的對(duì)數(shù)幅頻漸進(jìn)線(xiàn)，驗(yàn)證畫(huà)出校正后的對(duì)數(shù)幅頻漸進(jìn)線(xiàn)，驗(yàn)證 。 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正9 .3611arcsin aamcm 處處，8 .1290180)( ccacrtg 457 .49)( cm )(dBhh 所以，校正后系統(tǒng)的性能指標(biāo)均滿(mǎn)足給定要求。所以，校正后系統(tǒng)的性能指標(biāo)均滿(mǎn)足給定要求。6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正超前校正的特點(diǎn)：超前校正的特點(diǎn)： 2）當(dāng)未校正系統(tǒng)的相頻特性曲線(xiàn)在截止當(dāng)未校正系統(tǒng)的相頻特性曲線(xiàn)在截止

30、 頻率附近急劇下降時(shí)，若用單級(jí)的超頻率附近急劇下降時(shí)，若用單級(jí)的超 前校正網(wǎng)絡(luò)來(lái)校正，將收效不大。前校正網(wǎng)絡(luò)來(lái)校正，將收效不大。1）超前校正主要用于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能滿(mǎn)意，超前校正主要用于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能滿(mǎn)意， 而動(dòng)態(tài)性能有待改善的場(chǎng)合。而動(dòng)態(tài)性能有待改善的場(chǎng)合。6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正2、串聯(lián)滯后校正：、串聯(lián)滯后校正： 利用滯后網(wǎng)絡(luò)或利用滯后網(wǎng)絡(luò)或PI控制器的高頻幅控制器的高頻幅值衰減特性，使已校正系統(tǒng)截止頻率值衰減特性，使已校正系統(tǒng)截止頻率下降，從而提高相角裕度，改善系統(tǒng)下降，從而提高相角裕度，改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能；或保持原系統(tǒng)已滿(mǎn)足要求動(dòng)態(tài)性能；或保持原系統(tǒng)已滿(mǎn)足要求的動(dòng)態(tài)性能基本不變，減小系統(tǒng)的穩(wěn)的

31、動(dòng)態(tài)性能基本不變，減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。態(tài)誤差。6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正2）利用已確定的開(kāi)環(huán)增益，計(jì)算未校正系統(tǒng)）利用已確定的開(kāi)環(huán)增益，計(jì)算未校正系統(tǒng)的截止頻率的截止頻率c c 、幅值裕度、幅值裕度 h 和相角裕度和相角裕度 ；串聯(lián)滯后校正的一般步驟：串聯(lián)滯后校正的一般步驟：1）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開(kāi)環(huán)增益）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開(kāi)環(huán)增益K ；3）選擇不同的頻率）選擇不同的頻率 ，計(jì)算或查出不同的，計(jì)算或查出不同的 值，值，在在Bode圖上繪制圖上繪制 曲線(xiàn)；曲線(xiàn)；c )(c 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正)()(ccc ()6 14cc 一般，5）由下式確定遲后網(wǎng)絡(luò)參數(shù)由下式確定遲后網(wǎng)絡(luò)參數(shù)b和和

32、T 。cbT 1 . 010)(lg20 cLb 6）驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相角裕度驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相角裕度 和幅值裕和幅值裕度度h(dB) 。4）根據(jù)相角裕度根據(jù)相角裕度要求，選擇已校正系統(tǒng)的要求，選擇已校正系統(tǒng)的截止頻率截止頻率 ；c 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正例例2 2：設(shè)控制系統(tǒng)如圖所示。若要求校正后系統(tǒng)的：設(shè)控制系統(tǒng)如圖所示。若要求校正后系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)等于靜態(tài)速度誤差系數(shù)等于30(30(s s-1-1) )，相角裕度不低于，相角裕度不低于4040，幅值裕度不小于，幅值裕度不小于10dB10dB，截止頻率不小于，截止頻率不小于2.3(rad/s)2.3(rad/s)，試設(shè)計(jì)串聯(lián)校正裝置

33、。，試設(shè)計(jì)串聯(lián)校正裝置。R(s)C(s)_Ks(0.1s+1)(0.2s+1)6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正解：解：1）確定開(kāi)環(huán)增益）確定開(kāi)環(huán)增益KsKssGKvssv 100lim)(lim)(301 s系統(tǒng)為系統(tǒng)為I型系統(tǒng)，其靜態(tài)速度誤差系數(shù)為型系統(tǒng)，其靜態(tài)速度誤差系數(shù)為所以，系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)所以，系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù))12 . 0)(11 . 0(30)( ssssG2）畫(huà)出未校正系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性漸進(jìn)線(xiàn)）畫(huà)出未校正系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性漸進(jìn)線(xiàn)L ( )，求，求 。6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正dB-20040100.010.11 -20dB/dec20-40-60dB/dec29.5c=12L ( )60

34、80-60-80-40dB/dec由圖得未校正系統(tǒng)的由圖得未校正系統(tǒng)的)/(12sradc 未校正系統(tǒng)的未校正系統(tǒng)的 ：6 .27)2 . 0()1 . 0(90 ccarctgarctg 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正dB-20040100.010.11 -20dB/dec20-40-60dB/dec29.5c=12L ( )6080-60-80-40dB/dec3）繪制）繪制 (c)曲線(xiàn)曲線(xiàn)：)2 . 0()1 . 0(90)(cccarctgarctg 208060400 (c)46.5c=2.7216-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正4）選擇）選擇c根據(jù)性能指標(biāo)要求：根據(jù)性能指標(biāo)要求：40 )()(cc

35、c 6)( cc 取取46)( c 得：得：)/(3 . 2)/(7 . 2)(sradsradcc 曲曲線(xiàn)線(xiàn)得得：查查5）確定遲后網(wǎng)絡(luò)參數(shù)）確定遲后網(wǎng)絡(luò)參數(shù)b和和T。)(21)()(dBLLc 曲曲線(xiàn)線(xiàn)得得：查查 ccbTLb 1 . 010)(lg20 )(4109. 0sTb所以，遲后校正網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)為所以，遲后校正網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)為ssTsbTssGc4117 . 3111)( 6）驗(yàn)算：）驗(yàn)算：2 . 5)41()7 . 3()( ccccarctgarctg dB-20040100.010.11 -20dB/dec20-40-60dB/dec29.5c=12 校正前后系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性漸

36、進(jìn)線(xiàn)校正前后系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性漸進(jìn)線(xiàn)L ( )6080-60-80-40dB/dec208060400 (c)46.5c=2.7211/T=0.0241/bT=0.27-40dB/dec-20dB/decL ( )6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正403 .412 . 55 .46)()( ccc 校正后系統(tǒng)的相角交界頻率校正后系統(tǒng)的相角交界頻率 g180)41()2 . 0()1 . 0(90)7 . 3()( gggggacrtgarctgarctgarctg )/(8 . 6sradg 求得：求得：所以，校正后系統(tǒng)的幅值裕度所以，校正后系統(tǒng)的幅值裕度h2222)41(1)2 . 0(1)1 . 0(

37、1)7 . 3(130lg20gggggh )(10)(2 .14dBdB 校正后系統(tǒng)性能指標(biāo)滿(mǎn)足要求。校正后系統(tǒng)性能指標(biāo)滿(mǎn)足要求。6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正)s.)(s.(sk)s(G1010110100501050s.s.)s(Gc例：設(shè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，圖中例：設(shè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，圖中1100vks1、若要求系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)、若要求系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù) ，試判斷系統(tǒng)試判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定；是否穩(wěn)定； 2、為了使系統(tǒng)獲得大于、為了使系統(tǒng)獲得大于30的相角裕度，采用校正裝置的相角裕度，采用校正裝置進(jìn)行串聯(lián)校正。試用進(jìn)行串聯(lián)校正。試用Bode圖證明校正后能滿(mǎn)足要求；圖證明校正后能滿(mǎn)足

38、要求；3、試述串聯(lián)校正裝置對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。、試述串聯(lián)校正裝置對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正3、串聯(lián)遲后、串聯(lián)遲后-超前校正超前校正 利用遲后利用遲后-超前網(wǎng)絡(luò)的超前部分來(lái)增超前網(wǎng)絡(luò)的超前部分來(lái)增大系統(tǒng)的相角裕度，同時(shí)利用遲后部大系統(tǒng)的相角裕度，同時(shí)利用遲后部分來(lái)改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。分來(lái)改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正串聯(lián)遲后串聯(lián)遲后-超前校正的一般步驟：超前校正的一般步驟：1）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開(kāi)環(huán)增益）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開(kāi)環(huán)增益K ；2）利用已確定的開(kāi)環(huán)增益，畫(huà)出未校正系統(tǒng)的利用已確定的開(kāi)環(huán)增益，畫(huà)出未校正系統(tǒng)的Bode圖，圖，確定未校正系統(tǒng)的截止頻率

39、確定未校正系統(tǒng)的截止頻率 ，相角裕度，相角裕度 和幅值和幅值裕度裕度 ；c )(c )(dBh3）在未校正系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性上，選擇斜率從在未校正系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性上，選擇斜率從-20dB/dec變?yōu)樽優(yōu)?40dB/dec的交接頻率作為校正網(wǎng)絡(luò)超前部分的交接的交接頻率作為校正網(wǎng)絡(luò)超前部分的交接頻率頻率 b ；4）根據(jù)響應(yīng)速度要求，選擇系統(tǒng)的截止頻率）根據(jù)響應(yīng)速度要求，選擇系統(tǒng)的截止頻率 和校正網(wǎng)和校正網(wǎng)絡(luò)衰減因子絡(luò)衰減因子1/a ；（超前部分提高相角裕度）；（超前部分提高相角裕度）c 20200lglg()cbcaL 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5）根據(jù)相角裕度要求，估算校正網(wǎng)絡(luò)遲后部分的交接頻率）根

40、據(jù)相角裕度要求，估算校正網(wǎng)絡(luò)遲后部分的交接頻率 a ；式中，式中， 可由未校正系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻可由未校正系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性的特性的-20dB/dec延長(zhǎng)線(xiàn)在延長(zhǎng)線(xiàn)在c 處的數(shù)值確定。處的數(shù)值確定。bccL lg20)(校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為6）校驗(yàn)已校正系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)。）校驗(yàn)已校正系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)。)11)(1()11)(11()()()(sasassasassssGbabababac 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正例：例：設(shè)未校正系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為設(shè)未校正系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為)121)(161()(0 sssKsGv要求設(shè)計(jì)校正裝置，使系統(tǒng)滿(mǎn)足下列性能指標(biāo)：要求設(shè)計(jì)校正裝置，使系統(tǒng)

41、滿(mǎn)足下列性能指標(biāo)：1）在最大指令速度為）在最大指令速度為180/s時(shí)，位置遲后誤差不超過(guò)時(shí)，位置遲后誤差不超過(guò)1；2）相角裕度為）相角裕度為45 3 ；3）幅值裕度不低于）幅值裕度不低于10dB ；4）過(guò)渡過(guò)程調(diào)節(jié)時(shí)間不超過(guò)）過(guò)渡過(guò)程調(diào)節(jié)時(shí)間不超過(guò)3(s) 。解：解： 1）確定開(kāi)環(huán)增益）確定開(kāi)環(huán)增益tRttr180)( vvssKKRe180 1 180 vK)(1801 sKv取取未校正系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為未校正系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為)121)(161(180)(0 ssssG6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正2）繪制未校正系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn)）繪制未校正系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn)dB-20040100.010.

42、11 -20dB/dec20-40-60dB/dec45.1c=12.6L ( )6080-60-80-40dB/dec b=26-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正由圖得未校正系統(tǒng)的截止頻率：由圖得未校正系統(tǒng)的截止頻率：)/(6 .12sradc 未校正系統(tǒng)的相角裕度：未校正系統(tǒng)的相角裕度：5 .55)21()61(90180)( cccarctgarctg 未校正系統(tǒng)的幅值裕度：未校正系統(tǒng)的幅值裕度：180)21()61(90)( gggarctgarctg )/(464. 3sradg 求得：求得：22)21(1)61(1180lg20gggh )(27 dB 3）選擇校正網(wǎng)絡(luò)超前部分的交接頻率選擇校

43、正網(wǎng)絡(luò)超前部分的交接頻率 b 。)/(2sradb 6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正4）選擇系統(tǒng)的截止頻率選擇系統(tǒng)的截止頻率c 和校正網(wǎng)絡(luò)衰減因子和校正網(wǎng)絡(luò)衰減因子1/a 。已知系統(tǒng)要求為：已知系統(tǒng)要求為：45)(3 ，sts 2)1(5 . 2)1(5 . 12sin1rrrcsMMKMKt 62 . 3 c )/(5 . 3sradc 取取bbcbcTdBTL 1)(34lg20)( 式式中中，0lg20)(lg20 cbcTLa 02. 0150aa6-3 串聯(lián)校正串聯(lián)校正5）估算校正網(wǎng)絡(luò)遲后部分的交接頻率）估算校正網(wǎng)絡(luò)遲后部分的交接頻率 a 。遲后遲后-超前校正網(wǎng)絡(luò)的頻率特性為超前校正網(wǎng)絡(luò)的頻率特性為)1001)(501