第6章控制系统的综合与校正2013

反馈校正及其参数的确定迟后-超前校正参数的确定迟后校正参数的确定超前校正参数的确定基本控制规律分析输入信号与控制系统带宽问题的提出第6章控制系统的综合与校正1问题的提出

-R(s)C(s)H(s)图1串联校正系统方框图H(s)R(s)C(s)--图2反馈校正系统方框图2输入信号与控制系统带宽0dB20logM-20dB/dec图4开环幅频特性dB20logM-20dB/dec图5开环幅频特性图

图6控制信号扰动信号及控制系统的幅频特性控制系统的幅频特性图图7控制信号扰动信号及控制系统的幅频特性(a)图(b)图-R(s)C(s)M(s)P控制器方框图3基本控制规律分析提高比例增益减小系统的稳态误差，降低相对稳定性+-R(s)C(s)M(s)PD控制器方框图te(t)tm(t)-R(s)C(s)R(s)M(s)-C(s)C(s)-R(s)PI控制器方框图+-R(s)C(s)M(s)t10m(t)0tPI控制器的输入与输出信号四、比例积分（PI）控制率+-R(s)M(s)C(s)

含PI控制器的I型系统方框图PID控制器方框图+-R(s)C(s)M(s)§4超前校正参数的确定dB0+20dB/dec一、超前校正及其特性1.PD控制器2带惯性的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°3二控制器比较二、基于根轨迹法确定串联超前校正参数1.采用根轨迹法确定串联超前校正参数的条件2.采用根轨迹法确定串联超前校正参数的步骤PD控制器的超前相移(1).采用串联PD控制器

确定超前校正参数(2).采用带惯性的PD控制器

确定超前校正参数

确定超前校正参数-5-20-42.7-5.72-4.73-4.65图26三、基于频率特性法确定串联超前校正参数1101001000520-20dB/dec-40dB/dec-60/dec

控制系统开环频率响应Bode图I图(a)dB0图(b)+-图(a)+-图(a)

小结1.串联超前校正可以提高未校正系统的阻尼程度2.校正后系统剪切频率、无阻尼自振频率及截止频率增大，可以提高校正后系统的响应速度，但削弱抑制高频干扰的能力3.串联超前校正有明确的使用范围4.当已知时域指标时，可以转化成频域指标§5迟后校正参数的确定一、迟后校正及其特性2、近似PI控制器二、基于根轨迹法确定串联迟后校正参数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、基于频率响应法确定串联迟后校正参数

,0.025rad/s1/T

0.11a0.25rad/s,)10/1(1/aT(4)====求得转折频率并根据取转折频率cw0.11a8.71/a

10k1/a

20dBm2.5rad/s20mc======得到由特性的平行下移值处穿越横轴，并测出幅频向下平移，令其在的未校正系统的幅频特性(3)将含开环增益ckkwu§6迟后-超前校正参数的确定0.515102550100§7反馈校正及其参数的确定+-YX一、反馈的功能校正前后系统的对数幅频特性如下图所示说明：从上图中可以很清楚地看到反馈后系统的带宽得到扩展，系统的响应速度加快；对改善系统的动态性能有利。这是在反馈校正中常用的一种方法。(a)R(s)C(s)G(s)R(s)C(s)G(s)(b)+-图48多环系统方框图+-