控制系统综合校正的传统方法

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1、2021-9-2015.1系统校正的概念5.1.1校正的概念控制系统的设计：是根据工艺要求，确定控制系统的设计方案和结构，合理选择执行机构、功率放大器、检测元件等组成控制系统。若不满足要求，必须通过调整系统的参数或增加新的环节使性能得到改善。在系统原有结构上增加新的环节是改善系统性能的主要手段。控制系统的补偿（或校正）：根据工程上对系统的要求，合理地确定校正装置的结构形式和参数的过程称为系统的校正。为改善系统性能所增加的环节称为校正装置。补偿的实质是在原有系统中增加合适的校正装置，引进新的零点、极点以改变原系统的系统Bode图的形状，使其满足系统性能指标要求。常见的补偿方式

2、有：串联补偿、反馈补偿和复合补偿2021-9-2025.1系统校正的概念5.1.2超前校正和滞后校正如果校正装置具有正的相角特性，即输出信号m(t)在相位上超前输入信号，称为超前校正装置。用此种装置对系统进行校正，称“超前校正”。如果校正装置具有负的相角特性，即输出信号m(t)在相位上滞后输入信号，称为滞后校正装置。用此种装置对系统进行校正，称“滞后校正”。如果在某频域范围内校正装置有负的相位特性，而在另一频域范围内则具有正的相位特性称滞后-超前校正装置，对应的校正称”滞后-超前校正”。2021-9-2035.1系统校正的概念5.1.3校正装置的设计方法根轨迹法频率响应法计

3、算机辅助计算5.1.4性能指标误差性能指标时域动态性能指标开环频域指标闭环频域指标2021-9-2045-2常用校正装置及其特性超前校正无源校正网络滞后校正有源校正网络滞后超前校正5.2.1无源校正网络1.无源超前校正一般而言，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。2021-9-205R11TsurCRucGc(s),121Ts10,T11sin20m1s

4、in15m1020lga12m5010lgaTdB0/d-2-1011101110e11010arctgarcsincm21aTT6050L()20lg10lgm4030m201002021-9-20-2-101610101010mR11TsurCRucGc(s),121TsarctgTarctgT，求的极值：d11TT022d1T1T22则1T1T22T11121另外，实际上点是频率点和的集合中心点，

5、mTTT利用几何中心点的定义可以得知：1m211TmTT1mT2021-9-207R11TsurCRucGc(s),121Ts11mmarctgTarctgTTT1arctgarctg11sinmsinarctgcosarctgcosarctgsinarctg1111111sin1m11sinm11L()20lg10lgarctgarcsinmm212021-9-2082.

6、无源滞后校正如果系统在幅穿频率处的相位滞后角度过大，难以用超前环节校正，或系统可以具有较小的幅穿频率，这是可以考虑采用之后校正环节校正系统性能。R11bTsG(s),0b1Rcur2uc1TsC11bmmarcsinTb1b''1c''arctgbc(c)[0.1(1)]bT102021-9-209b0.1,Tc1e0/dBd0-5-2-1020lgb-15-20-10121010110110TbT0-10-20-30m-40-50-60-101210101010m无源滞后网络特性2021-9-20103.超前－滞后校正是前两种网络

7、的综合。超前滞后R1R(Taj1)(Tbj1)urC2ucGc(s)1TC2(aTj1)(bj1)aa2021-9-2011adBaabab0L()-5-10-15-20-2-10123101010101010()6040200-201-40-60-2-10123101010101010无源滞后-超前网络频率特性2021-9-20125.2.2有源校正网络实际控制系统中广泛采用无源网络进行串联校正，但在放大器级间接入无源校正网络后，由于负载效应问题，有时难以实现希望的规律。此