线性系统的校正方法

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1、6系统的设计与校正问题校正装置：就是在系统中加入一些参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。Êä³öÁ¿´ó±»¿Ø²¹²âÁ¿Ôª¼þ¾Ö²¿·´À¡Îª¸ÄÉÆϵ测量元件被控对象局部反馈串联校正主反馈输入量输出量反馈校正干扰量放大元件´ó执行元件设计目的：是将构成控制器的各元件（装置）与被控对象组合起来，使之满足给定的各项性能指标要求，如不满足，需要增加校正装置－－－校正问题1系统校正（补偿）装置的设计方法串联补偿和反馈补偿分析法综合法系统的固有特性设计一种补偿装置分析和经验验证性能指标选择参数系统的固

2、有特性期望开环系统特性系统的性能指标确定补偿装置的结构和参数原系统频率特性+校正装置频率特性=希望频率特性希望频率特性原系统频率特性=校正装置频率特性第六章线性系统校正2常用校正装置及其特性系统的固有特性串联校正装置分析验证性能指标选择参数（1）无源超前网络（2）无源滞后网络（3）无源滞后—超前网络1.无源校正网络（装置）3图RC超前校正网络假设该网络输入信号源的内阻为零，输出端的负载阻抗为无穷大，则超前校正网络的传递函数为：（1）无源超前网络分度系数时间常数4时间常数：分度系数：说明：（1）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a倍。需

3、要提高放大器增益加以校正带有隔离放大器的无源超前校正网络此时的传递函数：5（2）超前网络的零、极点分布直接影响到系统性能由于a>1,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a决定。可知改变a和T的值(即电路参数R1、R2和C)的数值,超前网络的零、极点可在s平面的负实轴任意移动。6（3）Gc(s)的对数幅频特性和相频特性画出对数频率特性如图6.13所示。显然，超前网络对频率在内，输出信号相角比输入信号相角超前，超前网络名称由此而得。之间的输入信号有明显的微分作用，在该频率范围710-210-11001010510152010-210-

4、1100101010203040506020dB/dec图6.13超前校正网络对数极坐标图8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的几何中心为即几何中心为最大超前角频率：求导并令其为零920dB/dec10-210-11001010510152010-210-1100101010203040506010a不能取得太大(为了保证较高的信噪比),a一般不超过20,这种超前校正网络的最大相角超前角一般不大于650,如果需要大于650的相位超前角，则需要两个超前网络相串联来实现，并在所串联的两个网络之间加一隔离放大器，以消除它们之间的负载效应。1

5、1图RC滞后校正网络假设网络输入信号源的内阻为零，输出端的负载阻抗为无穷大，则滞后校正网络的传递函数为：（2）无源滞后网络分度系数时间常数12滞后校正网络Gc(s)的幅频和相频特性画出对数频率特性如下图所示。显然，滞后网络对频率在络类似，最大滞后角发生在最大滞后频率处，且该频率正好之间有明显的积分作用，在该频率范围。与超前网位于的几何中心。13滞后校正网络对数坐标特性10-1100101102-20-15-10-5010-1100101102-60-50-40-30-20-100-20dB/dec14同超前网络，滞后网络在时，对信号没有衰减作用时，对信号有

6、积分作用，呈滞后特性时，对信号幅值衰减作用为20lgb同超前网络，最大滞后角，发生在的几何中点，称为最大滞后角频率，计算公式为b越小，这种衰减作用越强。采用无源滞后网络进行串联校正时，主要利用其高频幅值衰减的特性，以降低系统的开环截止频率，提高系统的相角裕度。说明：15（3）无源滞后—超前网络令传递函数有两个不相等的负实根，则Gc(s)可写为式中设如果信号源的内部阻抗为零，负载阻抗为无穷大，则如图所示网络的传递函数为滞后超前有16滞后-超前网络特性超前部分滞后部分滞后-超前网络特点：幅值衰减，相角超前1718滞后—超前校正网络的作用说明串联超前网络校正的作

7、用可以加快控制系统对输入信号的反应速度，提高系统的相对稳定性，但对稳态性能改善不大,且使系统抗干扰能力有所降低。串联滞后网络校正作用相反，它可以在基本上不太影响系统动态性能的前提下，较大地提高系统的开环放大系数，从而使系统的稳态性能有明显的提高，缺点是系统频宽降低（上升时间变慢、调节时间变长），使系统对控制信号快速反应速度减慢。串联滞后—超前网络校正兼有两种校正的优点。串联滞后—超前网络校正的主要设计仍然是针对稳态精度和相角裕度。19Lc()0dB0o1/aT1/T超前校正网络Gc(s)=1+aTs1+Tsa﹥1低频段：1(0dB)转折频率：1aT1T斜

8、率：[+20][-20]=0=∞0o+90o0o-90o0o0