自动控制理论课件自控课件(第六章)

1、 China Agriculture University-East 主主 编：编： 胡寿松胡寿松 授课教师：授课教师： 赵燕东赵燕东 教授教授 China Agriculture University-East1. 系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题2. 常用校正装置及其特性常用校正装置及其特性3. 串联校正串联校正4. 反馈校正反馈校正5. 复合校正复合校正 China Agriculture University-East系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题何谓校正？何谓校正？ 所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机

2、构或装置，使系统整个特性发生变据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。化，从而满足给定的各项性能指标。 China Agriculture University-East一一. . 系统的初步设计步骤：系统的初步设计步骤： 当被控对象给定后，按照被控对象的工作条件，被控当被控对象给定后，按照被控对象的工作条件，被控信号应具有的最大速度和加速度要求等，可以初步选定信号应具有的最大速度和加速度要求等，可以初步选定执行元件的型式、特性和参数。执行元件的型式、特性和参数。 根据测量精度、抗干扰能力、被测信号的物理性质、根据测量精度、抗干扰能力、被测信号的物理性质、

3、测量过程中的惯性及非线性度等因素，选择合适的测量测量过程中的惯性及非线性度等因素，选择合适的测量变送元件。变送元件。 设计增益可调的前置放大器与功率放大器。设计增益可调的前置放大器与功率放大器。 China Agriculture University-East-开环对数幅频特性在中频区的斜率应为开环对数幅频特性在中频区的斜率应为20dB/dec，同时要求中频区占据一定的频率范围，以保证在系统同时要求中频区占据一定的频率范围，以保证在系统参数变化时，相角裕度变化不大。参数变化时，相角裕度变化不大。 相角裕度具有相角裕度具有 左右的数值。左右的数值。 o45过此中频区后，要求系统幅频特性迅速衰减

4、，以削减噪过此中频区后，要求系统幅频特性迅速衰减，以削减噪声对系统的影响。声对系统的影响。 控制系统的带宽频率通常取为控制系统的带宽频率通常取为 其中：其中： 为输入信号的宽度。为输入信号的宽度。Mb)105(M0 China Agriculture University-East复合校正复合校正串联校正串联校正反馈校正反馈校正前馈校正前馈校正 China Agriculture University-East串联校正串联校正控制器控制器对象对象反馈校正反馈校正RE-NC China Agriculture University-East前馈校正前馈校正控制器控制器对象对象ERNC-前馈前馈校

5、正校正控制器控制器对象对象NC China Agriculture University-East+CGn(s)G1(s)G2(s)NRE+-按扰动补偿的复合控制形式按扰动补偿的复合控制形式 China Agriculture University-East按输入补偿的复合控制形式按输入补偿的复合控制形式 G1(s)Gn(s)G2(s)RE+-C China Agriculture University-East 1. 1. 比例（比例（P）控制规律控制规律 Kpr(t)m(t)c(t)e(t)-Kp称为称为P控制增益。控制增益。 在串联校正中，加大控制器增益在串联校正中，加大控制器增益Kp，

6、可以提高系统的开环增可以提高系统的开环增益，减小系统稳态误差，从而提高系统的控制精度，但会降低系益，减小系统稳态误差，从而提高系统的控制精度，但会降低系统的相对稳定性，甚至可能造成闭环系统不稳定。因此，在系统统的相对稳定性，甚至可能造成闭环系统不稳定。因此，在系统校正设计中，很少单独使用比例控制规律。校正设计中，很少单独使用比例控制规律。 China Agriculture University-East Kp（1 s）r(t)m(t)c(t)e(t)- 为比例系数；为比例系数； 为微分时间常数为微分时间常数 。pKdttdeKteKtmpp)()()( China Agriculture U

7、niversity-East例例1 1：设比例：设比例微分控制系统如下图所示，试分析微分控制系统如下图所示，试分析PDPD控制控制 器对系统性能的影响。器对系统性能的影响。 在串联校正时，可使系统增加一个在串联校正时，可使系统增加一个 的开环零点，的开环零点，使系统的相角裕度提高，因而有助于系统动态性能的改使系统的相角裕度提高，因而有助于系统动态性能的改善。善。 1Kp（1s）r(t)m(t)c(t)e(t)-21Jsc(t) China Agriculture University-EastsKiR(s)E(s)M(s)C(s)-tidtteKtm0)()( 在串联校正时，采用在串联校正时，

8、采用I 控制器可以提高系统的型别，有利于系统控制器可以提高系统的型别，有利于系统稳态性能的提高，但积分控制使系统增加了一个位于原点的开环极稳态性能的提高，但积分控制使系统增加了一个位于原点的开环极点，使信号产生的相角滞后，于系统的稳定性不利。因此，在控制点，使信号产生的相角滞后，于系统的稳定性不利。因此，在控制系统的校正设计中，通常不宜采用单一的系统的校正设计中，通常不宜采用单一的I 控制器。控制器。 China Agriculture University-East 在串联校正中，在串联校正中，PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点，同时也增

9、加了一个位于点的开环极点，同时也增加了一个位于s左半平面的开环零点。位左半平面的开环零点。位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误差，改善系统的稳态性能；而增加的负实零点则用来减小系统的差，改善系统的稳态性能；而增加的负实零点则用来减小系统的阻尼程度，缓和阻尼程度，缓和PI控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影响。利影响。 R(s)E(s)M(s)C(s)-)11 (sTKiptippdtteTKteKtm0)()()( China Agriculture Universit

10、y-East例例2 2：设比例：设比例积分控制系统如下图所示，其中不可变部积分控制系统如下图所示，其中不可变部 分的传递函数为：分的传递函数为： 试分析试分析PIPI控制器对系统稳态性能的改善作用。控制器对系统稳态性能的改善作用。 6 ) 1()(00TssKsG)11 (sTKip) 1(0TssKR(s)E(s)M(s)C(s)- China Agriculture University-East)11 (ssTKipR(s)E(s)M(s)C(s)-sssTKssTsTTKssTKsGipiiipipc) 1)(1(1)11 ()(212 China Agriculture Univer

11、sity-East 由此可以看出：当利用由此可以看出：当利用PID控制器进行串联校正控制器进行串联校正时，除可使系统的型别提高一级外，还将提供两个负时，除可使系统的型别提高一级外，还将提供两个负实零点。实零点。 与与PI控制器相比，控制器相比，PID控制器除了同样具有提高控制器除了同样具有提高系统的稳态性能的有点外，还多提供一个负实零点，系统的稳态性能的有点外，还多提供一个负实零点，从而在提高系统动态性能方面，具有更大的优越性。从而在提高系统动态性能方面，具有更大的优越性。 China Agriculture University-East一无源校正网络一无源校正网络 1. 1. 无源超前网络

12、无源超前网络 1R2R1U2UC321UUU22313RUdtdUCRU China Agriculture University-East 先进行拉氏变换，再消去中间变量先进行拉氏变换，再消去中间变量 ，得超前网络，得超前网络的传递函数为：的传递函数为： 3UTsTssG11)(其中，其中， 分度系数；分度系数； 时间常数。时间常数。 1221RRRCRRRRT2121 China Agriculture University-East)(LmmT1T1)(o90o0mlg10lg20-20dB/dec China Agriculture University-EastT1mmT1Tm111

13、arcsinmmlg10)(mL China Agriculture University-East2. . 无源滞后网络无源滞后网络 1R2RC1U2UTsbTssG11)(其中：其中：1212RRRbCRRT)(21 China Agriculture University-East无源滞后网络的对数频率特性如下图所示：无源滞后网络的对数频率特性如下图所示： )(LmmT1T1)(o90o0mblg20-20dB/dec China Agriculture University-EastmmbT1T1mbTm1bbm11arcsin China Agriculture University

14、-East3. 无源滞后无源滞后超前网络超前网络 1R2R2C1U2U1C1)()1)(1 ()(2sTTTsTTsTsTsGabbabab11CRTa22CRTb21CRTab其中：其中：)1)(1 ()1)(1 ()(saTsaTsTsTsGbab China Agriculture University-East无源滞后无源滞后超前网络的对数幅频渐进特性如下图所示：超前网络的对数幅频渐进特性如下图所示： )(LaT1aT1alg20-20dB/decbT1aTa120dB/dec0dB/dec China Agriculture University-East二二 有源校正网络有源校正网

15、络 1. 同相输入超前（微分）有源网络同相输入超前（微分）有源网络 1R2R3R4R5RiUoUCfU China Agriculture University-East2. PID（比例比例-积分积分-微分）有源网络微分）有源网络 1R2R1RiUoU1C2CTssTsKsG)1)(1 ()(12RRK 22CRT 11CR其中：其中： China Agriculture University-East20dB/decT1120lgK)(L-20dB/deco90o90)(PIDPID（比例比例- -积分积分- -微分）有源网络的对数幅频渐进特性如微分）有源网络的对数幅频渐进特性如下图所示：

16、下图所示： China Agriculture University-East三三PIDPID控制器控制器 1. PID控制器的结构控制器的结构 PID过程erLrLRrecemMAMmmc China Agriculture University-East一一. . 频率响应法校正设计频率响应法校正设计 分析法：分析法：优点：校正装置比较直观，物理实现上容易。优点：校正装置比较直观，物理实现上容易。缺点：对设计者要求较高，有一定的工程设计经验，缺点：对设计者要求较高，有一定的工程设计经验， 设计过程带有试探性。设计过程带有试探性。 综合法：综合法： 从闭环系统性能与开环系统特性密切相关出从闭

17、环系统性能与开环系统特性密切相关出发发,根据规定的性能指标要求确定系统期望的开环根据规定的性能指标要求确定系统期望的开环特性形状特性形状,然后与系统原有开环特性相比较然后与系统原有开环特性相比较,从而确从而确定校正方式、校正装置的形式和参数定校正方式、校正装置的形式和参数。 China Agriculture University-East二二. . 串联超前校正串联超前校正用频域法设计无源超前网络的步骤：用频域法设计无源超前网络的步骤： 根据稳态误差要求，确定开环增益根据稳态误差要求，确定开环增益K。 利用已确定的开环增益，计算待校正系统的利用已确定的开环增益，计算待校正系统的相角裕度。相角

18、裕度。根据截止频率根据截止频率 的要求，计算超前网络参数的要求，计算超前网络参数 cT,选择：选择：cmaLLmCClg10)()(有：有：aTm1验证已校正系统的相角裕度验证已校正系统的相角裕度 。 China Agriculture University-East 例：控制系统如下图所示，若要求系统在单位斜坡输入例：控制系统如下图所示，若要求系统在单位斜坡输入 信号作用时，位置输出稳态误差信号作用时，位置输出稳态误差 ， 开环截止频率开环截止频率 ，相角裕度，相角裕度 ， 幅值裕度幅值裕度 ，试设计串联无源超前网络。，试设计串联无源超前网络。 15radess1 . 0srad /4 .

19、4o45dBh10) 1( ssKR(s)C(s)+- China Agriculture University-East 例：控制系统如下图所示，开环传递函数为：例：控制系统如下图所示，开环传递函数为： 若要求系统在单位斜坡输入信号作用时，位置输若要求系统在单位斜坡输入信号作用时，位置输 出稳态误差出稳态误差 ，动态过程的超调量为：，动态过程的超调量为： ，试设计校正网络。，试设计校正网络。 18001. 0sse) 1001. 0)(1 . 01 (10)(ssssGcsts06. 0%,35% China Agriculture University-East三三. . 串联滞后校正串联

20、滞后校正用频域法设计无源超前网络的步骤：用频域法设计无源超前网络的步骤： 根据稳态误差要求，确定开环增益根据稳态误差要求，确定开环增益K。 利用已确定的开环增益，计算待校正系统的利用已确定的开环增益，计算待校正系统的截止频率、相角裕度和幅值裕度。截止频率、相角裕度和幅值裕度。确定确定b b和和T T 。 选择截止频率选择截止频率 ，计算相角裕度，计算相角裕度 。c0)(lg20CLb1 . 01CbT验证已校正系统的相角裕度验证已校正系统的相角裕度 。 China Agriculture University-East130s例：系统的开环传递函数为：例：系统的开环传递函数为： 要求校正后系统

21、的静态速度误差系数等于要求校正后系统的静态速度误差系数等于 、 、 、 试设计串联校正网络。试设计串联校正网络。 2121)12.0)(11.0()(0sssKsGo40dBh10sradC/3 . 2 China Agriculture University-East例：系统的开环传递函数为：例：系统的开环传递函数为： 要求校正后系统在要求校正后系统在r(t)=tr(t)=t作用下，稳态误差为作用下，稳态误差为 ，动态过程的超调量为，动态过程的超调量为 ， 调整时间为调整时间为 ，试设计串联校正网络。，试设计串联校正网络。 23)12.0)(11.0(5.0)(0ssssG033. 0)(s

22、se%38% sts5 . 5 China Agriculture University-East串联超前与滞后校正的不同之处串联超前与滞后校正的不同之处: :超前校正利用超前网络的相角超前特性；滞后校超前校正利用超前网络的相角超前特性；滞后校正利用滞后网络的高频幅值衰减特性。正利用滞后网络的高频幅值衰减特性。 为了满足严格的稳态性能要求为了满足严格的稳态性能要求, ,当采用无源校正网当采用无源校正网络时络时, ,超前校正要求一定的附加增益超前校正要求一定的附加增益, ,而滞后校正而滞后校正一般不需要附加增益。一般不需要附加增益。 对于同一系统采用超前校正的系统带宽大于采用对于同一系统采用超前

23、校正的系统带宽大于采用滞后校正的系统带宽，当输入端噪声电平较高时滞后校正的系统带宽，当输入端噪声电平较高时，一般不宜选用超前校正，一般不宜选用超前校正 。 China Agriculture University-East四四. . 串联滞后串联滞后 超前校正（分析法）超前校正（分析法） 这种校正方法兼有滞后校正和超前校正的优点这种校正方法兼有滞后校正和超前校正的优点,即即已校正系统响应速度较快已校正系统响应速度较快,超调量较小超调量较小,抑制高频噪声的抑制高频噪声的性能也比较好。性能也比较好。 基本原理基本原理:利用滞后利用滞后 超前网络的超前部分来增大超前网络的超前部分来增大系统的相角裕度

24、，同时利用滞后部分来改善系统的稳态系统的相角裕度，同时利用滞后部分来改善系统的稳态性能性能。 China Agriculture University-East校验已校正系统的各项性能指标校验已校正系统的各项性能指标。 采用串联滞后网络使系统满足采用串联滞后网络使系统满足 的要求的要求。 c增加串联超前网络满足相角裕度要求增加串联超前网络满足相角裕度要求。 步骤：步骤： 根据稳定性要求确定开环增益根据稳定性要求确定开环增益K。 求出待校正系统的截止频率求出待校正系统的截止频率 、相角裕度、相角裕度 及幅值裕度及幅值裕度 。 C)(dBh China Agriculture University

25、-East例例1：设待校正系统开环传递函数为：设待校正系统开环传递函数为： 要求设计校正装置，使系统满足下要求设计校正装置，使系统满足下 列性能指标：当输入信号列性能指标：当输入信号 时，稳态误差为，时，稳态误差为， 31 ) 101. 0)(11 . 0(10)(ssssGsradess/04. 0oCs45,301sradtr/10)( China Agriculture University-East例例2：设待校正系统开环传递函数为：设待校正系统开环传递函数为： 要求设计校正装置，使系统满足下要求设计校正装置，使系统满足下 列性能指标：当输入信号时列性能指标：当输入信号时 稳态稳态 误

26、差为，误差为， 。 33) 1601)(11 . 0(126)(ssssGsradess/1261oCs30,201stradtr/)( China Agriculture University-East四四. . 串联滞后串联滞后 超前校正（综合法）超前校正（综合法）步骤：步骤： 根据稳定性要求确定开环增益根据稳定性要求确定开环增益K。 求出待校正系统的截止频率求出待校正系统的截止频率 、相角裕度、相角裕度 及幅值裕度及幅值裕度 。 C)(dBh确定期望的确定期望的 和和 。 c过过 作斜率为作斜率为-20db的直线，得中频段的直线，得中频段。 c China Agriculture Uni

27、versity-East2211crrcrrMMMM校验已校正系统校验已校正系统 的各项性能指标的各项性能指标。 )(sG中中低频段连接；低频段连接； 确定中频段长度：确定中频段长度： 中中高频段连接；高频段连接； )()()(sGsGsGc确定校正环节确定校正环节 。 China Agriculture University-East例例1 1：系统的开环传递函数为：系统的开环传递函数为： 要求校正后系统在要求校正后系统在r(t)=0.5mm/s作用下，稳态误作用下，稳态误 差为差为 ，动态过程的超调量为，动态过程的超调量为 ，调整时间为，调整时间为 ，试设计串联，试设计串联 校正网络。校正

28、网络。 27)1)(11.0(5.0)(0ssssGmmess005. 0)(%25% sts8 China Agriculture University-East例例2：系统的开环传递函数为：系统的开环传递函数为： 要求校正后使系统满足：要求校正后使系统满足： ， 动态过程的超调量为动态过程的超调量为 ，调整时间，调整时间 为为 ，试设计串联校正网络。，试设计串联校正网络。 附加附加)102.0)(112.0()(0sssksG)/(70sradKv%40% sts1 China Agriculture University-East一反馈校正的原理与特点一反馈校正的原理与特点1G2GCGR

29、(s)C(s) China Agriculture University-East开环传递函数为：开环传递函数为： CGGGGsG2211)(当当 12CGG则：则： CCGGGGGGsG1221)(上式表明：反馈校正后系统的特性几乎与被反馈校正上式表明：反馈校正后系统的特性几乎与被反馈校正 装置包围的环节无关。装置包围的环节无关。 China Agriculture University-East当当 12CGG则：则： 21)(GGsG上式表明：已校正系统与待校正系统特性一致。上式表明：已校正系统与待校正系统特性一致。所以，适当选取反馈校正装置的参数，可以使已校正所以，适当选取反馈校正装置

30、的参数，可以使已校正 系统的特性发生期望的变化。系统的特性发生期望的变化。 China Agriculture University-East反馈校正的基本原理：反馈校正的基本原理： 用反馈校正装置包围待校正系统中对动态性能改用反馈校正装置包围待校正系统中对动态性能改善有重大妨碍作用的某些环节形成局部反馈，当善有重大妨碍作用的某些环节形成局部反馈，当局部反馈回路的开环幅值远大于局部反馈回路的开环幅值远大于1的条件下，局部的条件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，而与反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，而与被包围部分无关，适当选择反馈校正装置的形成被包围部分无关，适当选择反馈校正装置

31、的形成和参数，可以使已校正系统的性能满足给顶指标和参数，可以使已校正系统的性能满足给顶指标的要求。的要求。 China Agriculture University-East反馈校正的特点反馈校正的特点：1. 削弱非线性特性的影响削弱非线性特性的影响2. 减小系统的时间常数减小系统的时间常数重要特点重要特点1G2GCGR(s)C(s) China Agriculture University-East设设 1112sTKG1T当时间常数当时间常数 较大时，影响整个系统的响应速度较大时，影响整个系统的响应速度如果采用反馈校正装置如果采用反馈校正装置 hcKG 111sTKG内回路的传递函数为：内

32、回路的传递函数为：hhKKTTKKKK11111111其中：其中： China Agriculture University-East可以看出：可以看出： 仍为惯性环节，但其传递系数和时间常数仍为惯性环节，但其传递系数和时间常数都减小都减小 倍，传递系数的下降可通过提高前置放倍，传递系数的下降可通过提高前置放大器的增益来弥补，而时间常数的下降有助于加快整个大器的增益来弥补，而时间常数的下降有助于加快整个系统的响应速度。系统的响应速度。G)1 (1hKK3. 降低系统对参数变化的敏感性降低系统对参数变化的敏感性以位置反馈为例以位置反馈为例无位置反馈，当无位置反馈，当 中的中的 变为变为 时时，

33、1112sTKG1K11KK则其相对增量为则其相对增量为 。 11KK China Agriculture University-East采用位置反馈后，变化前的传递函数为：采用位置反馈后，变化前的传递函数为： hKKKK1111而变化后的增量为：而变化后的增量为： 2111111)1 (hKKKKKKK相对增量可写为：相对增量可写为： 1111111KKKKKKh反馈校正后传递函数的相对增量比校正前减小了反馈校正后传递函数的相对增量比校正前减小了 倍倍)1 (1hKK4. 抑制系统噪声。抑制系统噪声。 China Agriculture University-East19 . 010s) 1

34、007. 0(2ss)(sH-R(s)C(s)例例1：火炮系统如下图，试设计反馈校正环节：火炮系统如下图，试设计反馈校正环节 ，以，以 满足下列要求：满足下列要求： 当输入的最高转速为当输入的最高转速为50r/min时，最大的输出角度时，最大的输出角度 误差误差 ，超调量，超调量 ，过渡时间，过渡时间 。 37)(sHcosse3 . 0)(%30% sts5 . 2 China Agriculture University-East例例2：设系统结构如下图，图中：设系统结构如下图，图中：其中：其中：试设计反馈校正装置试设计反馈校正装置H(s)，使系统满足：，使系统满足： 39sksGsTsT

35、ksGsTksG332122011)(,) 1)(1()(,1)(,150vK%,40%。sts1002, 1 . 0,014. 04001,12,500221321TTTkkk-R(s)-)(sH)(2sG)(1sGC(s)(3sG China Agriculture University-East-R(s)-)(sH)(2sG)(1sGC(s)(3sG例例3：系统如下图，其中：系统如下图，其中 为待校正对象，且有为待校正对象，且有 要求校正后的系统在单位斜坡输入作用下地稳态误要求校正后的系统在单位斜坡输入作用下地稳态误 差差 。 试确定试确定H(s)的形式与参数，并求校正后系统的开环的形式

36、与参数，并求校正后系统的开环 传递函数传递函数G(s)。 43005. 0)(sseocrad45,20,ssGksssG1 . 0)(,200,) 11 . 0)(101. 0(10)(312)(2sG China Agriculture University-East测速测速超前网络反馈校正超前网络反馈校正 纯测速反馈校正有降低系统增益的缺点；纯测速反馈校正有降低系统增益的缺点； China Agriculture University-East加入测速加入测速超前网络的后系统的开环传函为超前网络的后系统的开环传函为 ) 1() 1() 1() 1)(1() 1()(2121sTsTsTs

37、KsTsTssTKsG其中：其中： 12TTTT 211)1 (TTKKTTt 式中式中 部分相当于增益不变，而时间常数减少的部分相当于增益不变，而时间常数减少的纯测速反馈校正；纯测速反馈校正；) 1(1sTsK因此，系统稳定性和抑制噪声的能力都有所提高。因此，系统稳定性和抑制噪声的能力都有所提高。式中式中 ，若保证，若保证 ，又相当于串联滞后校正；，又相当于串联滞后校正；112sTsT2TT China Agriculture University-East用分析法选择测速用分析法选择测速超前网络参数的步骤：超前网络参数的步骤：求待校正系统的求待校正系统的 ,c令令 为小于为小于1的不同值，

38、选出满足相角裕度和截止的不同值，选出满足相角裕度和截止频率要求的频率要求的 ；2TT2TT计算计算 2,TKt最后选择合适的测速发电机和相角超前网络。最后选择合适的测速发电机和相角超前网络。 China Agriculture University-East例：设某控制系统如下图所示，待校正系统开环增益例：设某控制系统如下图所示，待校正系统开环增益 ，伺服电机时间常数，伺服电机时间常数 ，若要，若要 求校正后系统的相角裕度求校正后系统的相角裕度 ，截止频率，截止频率 ，并具有一定的抑制噪声的能力，并具有一定的抑制噪声的能力， 试确定测速反馈系数试确定测速反馈系数 和超前网络时间常数和超前网络时

39、间常数 。 4711440sKsT025. 01o50sradC/40tK2T) 1(11sTsK122sTsTtKR(s)C(s)-s China Agriculture University-East复合校正的原理与特点：复合校正的原理与特点： 在系统得反馈控制回路中加入前馈通路，组成一个在系统得反馈控制回路中加入前馈通路，组成一个前馈控制和反馈控制相组合的系统，只要系统参数选择前馈控制和反馈控制相组合的系统，只要系统参数选择得当，不但可以保持系统稳定，极大地减小乃至消除稳得当，不但可以保持系统稳定，极大地减小乃至消除稳态误差，而且可以抑制几乎所有的可测扰动，这样的系态误差，而且可以抑制几

40、乎所有的可测扰动，这样的系统就称之为复合控制系统，相应的控制方式称为复合控统就称之为复合控制系统，相应的控制方式称为复合控制。制。 复合校正的分类复合校正的分类 按扰动补偿按扰动补偿 按输入补偿按输入补偿 China Agriculture University-East一、按扰动补偿的复合校正一、按扰动补偿的复合校正)(1sG)(sGn)(2sG)(sC)(sN)(sE)(sR+目的：目的： 通过恰当选择通过恰当选择 ，使扰动，使扰动 经过经过 对系统对系统输出输出 产生补偿作用，以抵消扰动产生补偿作用，以抵消扰动 对输出对输出的影响。的影响。)(sGn)(sGn)(sN)(sN)(sC)(

41、sC China Agriculture University-East扰动作用下的传递函数为：扰动作用下的传递函数为：)()(1)()(1)()()(1)()()()()(211221212sGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGnnN扰动作用下的误差为：扰动作用下的误差为：)()()(1)()(1)()()()()(2112sNsGsGsGsGsGsNsGsCsEnNN若选择若选择0)()(1)(1sEsGsGNn此时，称此时，称 为对扰动的误差全补偿条件。为对扰动的误差全补偿条件。)(1)(1sGsGn China Agriculture University-East具体设计：

42、具体设计：选择选择 的形式和参数，使系统获得满意的动态性能的形式和参数，使系统获得满意的动态性能和稳定性。和稳定性。)(1sG然后按照全补偿条件确定然后按照全补偿条件确定 ，使系统完全不受可测，使系统完全不受可测量扰动的影响。量扰动的影响。)(sGn China Agriculture University-East例例1. 设复合校正系统如下图所示，图中设复合校正系统如下图所示，图中 为顺馈装置，为顺馈装置， 试确定试确定 使系统输出量完全不受扰动的影响，且单位使系统输出量完全不受扰动的影响，且单位 阶跃响应的超调量阶跃响应的超调量 ，峰值时间，峰值时间 53)(sGn22111)(,)(,)(ssGKsGsKsGtc),(,1sGKn),(sGc%,25% 。stp2