校正优秀公开课课件

第六章自动控制系统的校正3/31/20231控制系统校正的基本概念

常用串联校正装置及其特性

频率法串联校正设计

根轨迹法串联校正设计期望对数频率特性法串联校正设计

局部反馈校正本章主要内容3/31/20232第一节控制系统校正的基本概念3/31/20233校正方式校正方式串联校正

反馈校正

复合校正

)(sR)(sC)(sH)(sE)(sGc-)(sGo校正装置)(sH)(sGo-)(sGc-校正装置)(sE)(sC)(sR3/31/20235

串联校正：串联校正装置分为无源和有源，参数可调整

反馈校正：不需要放大器，可抑制系统原有部分参数波动和降低非线性因素对系统性能的影响

在性能指标要求较高的控制系统中，常常兼用串联校正和反馈校正.3/31/20236复合校正

--+3/31/20237谐振频率带宽频率截止频率相位裕度谐振峰值超调量

调节时间

（1）二阶系统频域指标与时域指标的关系3/31/20239谐振峰值超调量调节时间(2)高阶系统频域指标与时域指标的关系3/31/202310四.校正装置的设计方法设计方法频率法根轨迹法计算机辅助设计3/31/202311

一般而言，当控制系统的开环增益增大到满足其静态性能所要求的数值时，系统有可能不稳定，或者即使能稳定，其动态性能一般也不会理想。在这种情况下，需在系统的前向通路中增加超前校正装置，以实现在开环增益不变的前题下，系统的动态性能亦能满足设计的要求。无源校正网络超前校正有源校正网络一、无源超前校正装置（微分校正）滞后校正滞后超前校正

先讨论超前校正网络的特性，而后介绍基于频率响应法的超前校正装置的设计过程。3/31/202313令则注：采用无源超前网络进行串联校正时，整个系统的开环增益要下降，因此需要提高放大器增益加以补偿。超前校正网络传递函数又可以写成:cu图6-4附加放大器的无源超前校正网络ru1R2RC1/a3/31/2023142.频率特性频率特性表达式:

画出对数频率特性如下页图所示。幅频特性:相频特性:3/31/202315故在最大超前角频率处具有最大超前角正好处于频率与的几何中心求导并令其为零可以求出最大超前角频率显然，超前网络对频率在之间的输入信号有明显的微分作用.在该频率范围内输出信号相角比输入信号相角超前，超前网络的名称由此而得。3/31/202317图6-14a频率特性10-210-11001010510152010-210-1100101010203040506020dB/dec3/31/202318图6-7

最大超前角及最大超前角处幅值与分度系数的关系曲线1/a024681012141618200102030405060700246810121416182002468101214dBo3/31/2023193.超前网络的零极点分布可知改变和T(即电路的参数超前网络的零极点可在s平面的负实轴任意移动。)的数值，j0图6-8有利于改善系统的动态性能。由于故超前网络的负实零点总是位于负实极点之右，两者之间的距离由常数决定。3/31/202321二.无源滞后网络令1.串联滞后网络的传递函数1Rrucu2RC图6-10无源滞后网络图3/31/202322图6-16无源滞后网络特性图10-1100101102-20-15-10-5010-1100101102-60-50-40-30-20-100-20dB/dec2.频率特性3/31/2023233.滞后网络的零极点分布j0图6-13由于故超前网络的负实极点总是位于负实零点之右.如果T值足够大,则滞后网络将提供一对靠近坐标原点的开环偶极子,其结果是:在不影响远离偶极子处的根轨迹这个前提下,大大提高了系统的稳态性能.3/31/202325无源滞后-超前网络1.传递函数令图6-15滞后-超前网络图1Rrucu2R1C2C再令3/31/202326求相角为零时的角频率的频段，当校正网络具有相位滞后特性的频段，校正网络具有相位超前特性。3/31/2023293.滞后-超前网络的零极点分布j0图6-19迟后校正零极点分布图3/31/202330

实际控制系统中广