第6章控制系統(tǒng)的綜合與校正2013

反饋校正及其參數(shù)的確定遲后-超前校正參數(shù)的確定遲后校正參數(shù)的確定超前校正參數(shù)的確定基本控制規(guī)律分析輸入信號與控制系統(tǒng)帶寬問題的提出第6章控制系統(tǒng)的綜合與校正1問題的提出

-R(s)C(s)H(s)圖1串聯(lián)校正系統(tǒng)方框圖H(s)R(s)C(s)--圖2反饋校正系統(tǒng)方框圖2輸入信號與控制系統(tǒng)帶寬0dB20logM-20dB/dec圖4開環(huán)幅頻特性dB20logM-20dB/dec圖5開環(huán)幅頻特性圖

圖6控制信號擾動信號及控制系統(tǒng)的幅頻特性控制系統(tǒng)的幅頻特性圖圖7控制信號擾動信號及控制系統(tǒng)的幅頻特性(a)圖(b)圖-R(s)C(s)M(s)P控制器方框圖3基本控制規(guī)律分析提高比例增益減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，降低相對穩(wěn)定性+-R(s)C(s)M(s)PD控制器方框圖te(t)tm(t)-R(s)C(s)R(s)M(s)-C(s)C(s)-R(s)PI控制器方框圖+-R(s)C(s)M(s)t10m(t)0tPI控制器的輸入與輸出信號四、比例積分（PI）控制率+-R(s)M(s)C(s)

含PI控制器的I型系統(tǒng)方框圖PID控制器方框圖+-R(s)C(s)M(s)§4超前校正參數(shù)的確定dB0+20dB/dec一、超前校正及其特性1.PD控制器2帶慣性的PD控制器dB20lga01/aT1/T10lga00.010.11.010a=305310a000045901101001000a3530°41.8°851°10152030405010055°61°72°64.8°69.3°74°78.6°90°3二控制器比較二、基于根軌跡法確定串聯(lián)超前校正參數(shù)1.采用根軌跡法確定串聯(lián)超前校正參數(shù)的條件2.采用根軌跡法確定串聯(lián)超前校正參數(shù)的步驟PD控制器的超前相移(1).采用串聯(lián)PD控制器

確定超前校正參數(shù)(2).采用帶慣性的PD控制器

確定超前校正參數(shù)

確定超前校正參數(shù)-5-20-42.7-5.72-4.73-4.65圖26三、基于頻率特性法確定串聯(lián)超前校正參數(shù)1101001000520-20dB/dec-40dB/dec-60/dec

控制系統(tǒng)開環(huán)頻率響應(yīng)Bode圖I圖(a)dB0圖(b)+-圖(a)+-圖(a)

小結(jié)1.串聯(lián)超前校正可以提高未校正系統(tǒng)的阻尼程度2.校正后系統(tǒng)剪切頻率、無阻尼自振頻率及截止頻率增大，可以提高校正后系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但削弱抑制高頻干擾的能力3.串聯(lián)超前校正有明確的使用范圍4.當(dāng)已知時域指標(biāo)時，可以轉(zhuǎn)化成頻域指標(biāo)§5遲后校正參數(shù)的確定一、遲后校正及其特性2、近似PI控制器二、基于根軌跡法確定串聯(lián)遲后校正參數(shù)j2.16j2.15-1.25-1.2-0.130(a)1/T1/aTdB（b）+-(a)0dB(b)+-(a)dB01/T1/aT-20dB/dec(b)三、基于頻率響應(yīng)法確定串聯(lián)遲后校正參數(shù)

,0.025rad/s1/T

0.11a0.25rad/s,)10/1(1/aT(4)====求得轉(zhuǎn)折頻率并根據(jù)取轉(zhuǎn)折頻率cw0.11a8.71/a

10k1/a

20dBm2.5rad/s20mc======得到由特性的平行下移值處穿越橫軸，并測出幅頻向下平移，令其在的未校正系統(tǒng)的幅頻特性(3)將含開環(huán)增益ckkwu§6遲后-超前校正參數(shù)的確定0.515102550100§7反饋校正及其參數(shù)的確定+-YX一、反饋的功能校正前后系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如下圖所示說明：從上圖中可以很清楚地看到反饋后系統(tǒng)的帶寬得到擴展，系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快；對改善系統(tǒng)的動態(tài)性能有利。這是在反饋校正中常用的一種方法。(a)R(s)C(s)G(s)R(s)C(s)G(s)(b)+-圖48多環(huán)系統(tǒng)方框圖+-