经典控制理论-第六章1new

第六章线性系统的校正方法

本章主要包括：第一节系统的设计与校正问题第二节常用校正装置及其特性第三节串联校正第四节反馈校正第五节复合校正主要内容控制系统校正的基本概念、常用校正方法和常见校正装置的特性，掌握利用频率特性进行串联引前、滞后、引前—滞后校正和反馈校正的原理和基本方法，同时了解前馈校正的原理。

本章难点掌握频率特性法进行系统串联引前、滞后以及超前—滞后校正装置综合的原理和方法,以及何时采用何种校正方法等问题,了解反馈校正的原理和方法。6-1系统的设计与校正问题基本概念（1）当确定了被控对象后，根据技术指标来确定控制方案，进而选择传感器、控制器、放大器和执行机构等就构成了控制系统的基本部分，这些基本部分称为不可变部分（除了控制器参数、放大器的增益可适当调整，其余参数均固定不便）。当由系统不可变部分组成的控制系统不能全面满足设计需求的性能指标时，在已选定的系统不可变部分基础上，还需要增加必要的元件，使重新组合起来的控制系统能全面满足设计要求的性能指标，这就是控制系统的综合与校正问题。

控制系统的综合与校正问题，是在已知下列条件的基础上进行的，即

1已知控制系统的不可变部分的特性与参数；

2已知对控制系统提出的全部性能指标。根据第一个条件初步确定一个切实可行的校正方案，并在此基础上根据第二个条件；利用本章将要介绍的理论来确定校正元件的参数。

控制系统的综合与校正问题与前面讲解的分析问题既有联系又有差异；分析问题，是在已知控制系统的结构形式与全部参数的基础上，求取系统的各项性能指标，以及这些性能指标与系统参数间的关系。而综合与校正问题，是在给定系统不可变部分的基础上，按系统应有的性能指标，寻求全面满足性能指标的校正方案，并合理确定校正元件的参数。因此，综合与校正问题不像分析问题那么简单，也就是说，能全面满足性能指标的控制系统并不是唯一的。按校正装置的连接方式分：串联校正反馈校正前馈校正复合校正串联校正反馈校正前馈校正复合校正线性系统的基本控制规律

校正装置中最常用的是PID控制规律。PID控制是比例积分微分控制的简称。在科学技术特别是电子计算机迅速发展的今天，涌现出许多新的控制方法，但PID由于它自身的优点仍然是得到最广泛应用的基本控制规律。PID控制具有以下优点：(1)原理简单，使用方便；(2)适应性强,按PID控制规律进行工作的控制器早已商品化，即使目前最新式的过程控制计算机，其基本控制功能也仍然是PID控制；(3)鲁棒性强，即其控制品质对被控制对象特性的变化不大敏感。

在控制系统的设计与校正中，PID控制规律的优越性是明显的，它的基本原理却比较简单。基本PID控制规律可描述为这里KP

、KI

、KD

为常数。设计者的问题是如何恰当地组合这些元件或环节，确定连接方式以及它们的参数，以便使系统全面满足所要求的性能指标。基本控制规律+-R(s)C(s)M(s)P控制器方框图+-R(s)C(s)M(s)PD控制器方框图te(t)tm(t)微分作用的波形图+-R(s)C(s)+-R(s)C(s)M(s)C(s)+-R(s)PI控制器方框图+-R(s)C(s)M(s)t10m(t)0tPI控制器的输入与输