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文档简介

复习：1．相位超前校正使校正后系统的ωc增大，使ωg附近的相角超前，改善系统的快速性，增加系统的相位裕度，提高系统的稳定性。2.相位滞后校正使中高频段幅值衰减，校正后系统的ωc左移，保证稳定性，牺牲快速性。

问题：如何既保证稳定性裕量，又不牺牲快速性？5.2.3相位滞后－超前校正一、思路超前校正：提高系统的相对稳定性和响应快速性，但对稳态性能改善不大；滞后校正：衰减中高频段幅值，降低剪切频率值，减小带宽，改善稳定性及稳态性能，但降低了快速性。二.构成1.将超前环节与滞后环节串联

<1(滞后环节),=1/>1(超前环节),Ti>>Td特点：先滞后，后超前

2.频率特性

转折频率

频率特性曲线特点

(1)滞后在先，超前在后高频段和低频段均无衰减，而中频段部份衰减20lg

dB;

(2)相频曲线的最大滞后角及最大超前角分别发生在(－20dB/dec)及20dB/dec的中点。

三.设计示例例5.3

单位反馈控制系统的开环传递函数为指标：速度误差系数Kv=K=180;相角裕量=45；

穿越频率C=3.5.

1.待校正系统频率特性

分析：不稳定；必须使用滞后—超前校正2.用Gc(s)中的超前零点消去原系统中时间常数最大的惯性环节

αTd=0.5

3.由校正装置滞后部分的幅值衰减量求β待校正系统的低频部分的频率特性由180/s决定，对应校正后的幅值穿越频率C=3.5处的幅值为4.校正后系统的相角裕量=45，求Ti5.校正环节

6.校正后系统开环传递函数

§5.3PID校正一．PID控制规律

传递函数PD调节规律(相位超前)

PI调节规律（相位滞后）

PID调节规律的实质是相位滞后--超前

二．PID校正环节1．PD校正环节

2．PI校正环节3．PID校正环节三．PID调节器的设计1．最优模型特点：幅值穿越频率处于-20dB/dec的中频段（1）二阶最优模型（Ⅰ型）工程上取：

Bode图：(折线近似)。相位裕度幅值裕度为无穷大（2）三阶最优模型（Ⅱ型）中频宽：

可供选择的只有T1，K。T2由系统的惯性要求决定。通常工程上取

校正后的期望系统开环传递函数例5.4设单位反馈未校正系统的开环传递函数为

试将该I型系统校正为II型三阶最佳系统。

解：(1)确定调节器的形式应选用PI调节器

(2)确定PI调节器的参数Kp和Ti要求：

PI调节器校正后的系统开环传递函数(3)三阶闭环参考模型三阶参考模型的闭坏传递函数当σ越小，系统快速性越好。

2．PID调节器的设计目的：设计PID调节器，使系统闭环传递函数等价参考模型。

被控对象的传递函数系统闭坏传递函数

解出展开

解出σ的三个根，再对比γ(s)的各项，可得PID调节器的各个参数例：

设计PID调节器，使其闭坏系统与参考模型等价。

解：

求σ：

PID调节器为（PD调节器）

小结:1．滞后－超前校正先滞后，后超前。可同时提高控制系统的动态性能和稳态性能。

2.PID（PI、PD）调节器3．二阶、三阶最佳模型二阶(Ⅰ型)：

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