自動控制原理：第7章 線性系統(tǒng)的校正方法（14學(xué)時）

1、自動控制理論的任務(wù)與體系結(jié)構(gòu) 第六章 線性系統(tǒng)的校正方法自動化學(xué)院.王輝 被控對象控制系統(tǒng) 控制器控制系統(tǒng)的組成圖 反饋控制系統(tǒng)基本組成串聯(lián)校正裝置放大裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象反饋校正裝置測量裝置被控量給定裝置完整的反饋控制系統(tǒng)的基本組成所謂校正在系統(tǒng)中加入一些其參數(shù)可以根據(jù)需要而改變的機(jī)構(gòu)或裝置，使系統(tǒng)整個特性發(fā)生變化，從而使系統(tǒng)性能全面滿足設(shè)計要求的各項性能指標(biāo)。第六章 線性系統(tǒng)的校正與綜合6-1 系統(tǒng)設(shè)計與校正的基本問題6-3 根軌跡法校正 6-2 基于頻率法的分析法校正6-4 綜合法校正串聯(lián)校正串聯(lián)校正串聯(lián)于前向通道中,接在比較器后和放大器前反饋校正 反饋校正位于局部反饋通路中 按擾動補償

2、的復(fù)合校正按輸入補償?shù)膹?fù)合校正-R(s)C(s)E(s)比例控制規(guī)律(P控制器)基本控制規(guī)律+-比例+微分控制規(guī)律(PD控制器)基本控制規(guī)律R(s)E(s)C(s)-積分控制規(guī)律(I控制器)基本控制規(guī)律R(s)E(s)C(s)-比例+積分控制規(guī)律(PI控制器)基本控制規(guī)律R(s)E(s)C(s)-比例+積分+微分控制規(guī)律 (PID控制器)基本控制規(guī)律R(s)E(s)C(s)-6.2 基于頻率法的分析法校正 串聯(lián)校正一、串聯(lián)超前校正 無源超前校正網(wǎng)絡(luò)對數(shù)頻率特性ww1T1Tamjmw20+00L(w)j(w)串聯(lián)超前校正設(shè)計步驟根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能求K，確定低頻段確定校正參數(shù) 、 T確定校正方案確定需要

3、裝置提供的最大超前相角 驗證指標(biāo)，不滿足重新取參數(shù)， 給出結(jié)論 例：設(shè)待校正系統(tǒng)不可變部分的開環(huán)傳遞函數(shù)為要求校正后的系統(tǒng)滿足的性能指標(biāo)：的穩(wěn)態(tài)誤差不大于2 3 4 幅值裕度試設(shè)計近似PD控制器。 1 響應(yīng)二、串聯(lián)滯后校正 串聯(lián)滯后校正設(shè)計步驟根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能求K，確定低頻段確定參數(shù) T確定校正方案確定參數(shù)驗證指標(biāo)，不滿足重新取參數(shù)， 給出結(jié)論 三、串聯(lián)滯后超前校正 串聯(lián)滯后超前校正步驟根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能求K，確定低頻段確定校正方案選滯后部分的兩個轉(zhuǎn)折頻率驗證指標(biāo)，不滿足重新取參數(shù)， 給出結(jié)論 確定超前部分的兩個轉(zhuǎn)折頻率例：設(shè)待校正系統(tǒng)不可變部分的開環(huán)傳遞函數(shù)為要求校正后的系統(tǒng)滿足的性能指標(biāo)：2 3 試

4、設(shè)計串聯(lián)校正裝置1已知待校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1、系統(tǒng)的型2、開環(huán)增益3、相角裕度4、剪切頻率試設(shè)計串聯(lián)校正裝置。 要求校正后的系統(tǒng)滿足的性能指標(biāo)：6.3 根軌跡法校正設(shè)計 例：設(shè)待校正系統(tǒng)不可變部分的開環(huán)傳遞函數(shù)為要求系統(tǒng)的：試?yán)酶壽E法設(shè)計串聯(lián)校正裝置開環(huán)增益為閉環(huán)主導(dǎo)極點串聯(lián)綜合法校正串聯(lián)綜合法校正設(shè)計步驟繪制期望特性高頻段驗算校正后的系統(tǒng)指標(biāo)根據(jù)動態(tài)性能，繪制期望的中頻段計算校正環(huán)節(jié)繪制銜接段（低頻與中頻、中頻與高頻）根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能求K，確定低頻段例6-6：已知待校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為1、誤差系數(shù)2、單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量3、單位階躍響應(yīng)的調(diào)節(jié)時間4、幅值裕度試應(yīng)用綜合法設(shè)計串聯(lián)校正裝置。 要求校正后的系統(tǒng)滿足的性能指標(biāo)：反饋校正 R1(s)反饋校正的作用利用反饋改變局部結(jié)構(gòu)、參數(shù)，改善動態(tài)性能 降低系統(tǒng)對參數(shù)變化的敏感性利用反饋削弱非線性因素的影響利用負(fù)反饋可以消除系統(tǒng)中不希望有的特性 反饋校正的綜合法設(shè)計步驟 在反饋校正過程中，應(yīng)注意兩點：頻段內(nèi)，應(yīng)使大的越多，就相當(dāng)于2、局部反饋回路必須穩(wěn)定。 在 則校正越精確。的受校正的綜合法反饋校正設(shè)計步驟 繪制待校正系統(tǒng)及期望的開環(huán)對數(shù) 幅頻特性曲線 檢驗局部反饋回路的穩(wěn)定性 驗算校正后的系統(tǒng)指標(biāo) 求 的對數(shù)幅頻特性曲線,寫 出其