第六章自动控制系统校正ppt课件.ppt

《第六章自动控制系统校正ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章§6-3控制系统频率法校正§6-4复合控制自动控制系统校正§6-1控制系统校正的概念§6-2常用校正装置及其特性§6-1控制系统校正的概念问题1：控制系统设计过程？问题2：设计出的系统性能指标不符合要求怎麽办？问题3：校正有几种形式，各有什麽特点？问题4：校正的步骤怎样？问题5：如何在乃氏图上，说明校正装置的作用？分析：已知系统模型参数←分析法或实验法求取。求系统性能指标。设计：已知系统所要完成的任务、被控量、性能指标以及可靠性、经济性、体积、重量、等等。求系统部件、结构参数控制理论的任务：系统分析、系统设计系统设计

2、过程：提出设计要求：设计固有系统加校正装置（并校验结果）得希望系统为使系统有较好的性能，一般均采用反馈控制初步搭成系统，只K可调，其余基本不再改变。如果不能满足要求，三大指标必须进行校正----加校正装置Compensation校正：已知固有系统结构、参数、性能指标求校正装置的形式校正装置的参数●校正分类：1、按结构形式分串、并、串并、顺馈、反馈等。①串联校正：G(s)=Gc(s)*G0(s)Bode图：L()=Lc()+L0()改变bode图的形状：增益、相角。增加开环零、极点Pc、Zc校正装置的形式有多种：可按结

3、构、按作用等来分类相位超前、相位滞后、相位滞后－超前②局部反馈校正:用局部反馈的场合比较多，用于改善固有系统中某些部件的性能。④复合校正:③前馈（顺馈）:2、按装置作用：3、含源与否有源无源4、按响应特性校正：按期望特性校正前馈+反馈：工程设计法：二阶最佳、三阶最佳反馈前馈系统校正过程：分析固有系统性能指标确定校正装置形式加校正装置、校验结果得希望系统计算校正装置元件参数二、线性系统的基本控制规律比例控制(Proportionalcontrol)、微分控制(Derivativecontrol)、积分控制(Integralc

4、ontrol)(1)比例控制传递函数为特点：输出能够无失真地，按比例复现输入。按偏差产生即时的控制作用。对改变零极点分布的作用有限。以二阶系统为例。开环传递函数为系统为Ⅰ型，稳态速度误差系数为：要想减小稳态误差则要增大Kp。后果是可能使系统暂态响应有很大的超调量和剧烈振荡。(2)比例微分(PD)控制开环传递函数为增加了一个零点-KP/KD，根轨迹向左偏移。闭环系统的传递函数特征方程为化为根轨迹向左方移动。为减小稳态误差增大KP时，可以选择适应的KD以改善暂态性能。在会合点处：KD=0时，起始于复数极点。微分控制是一种“预见

5、”性控制。有利于改善动态性能。微分控制也可以改善稳态精度。条件是稳态误差是随时间变化的。(3)比例积分(PI)控制开环传递函数为增加了在原点处的极点，和一个零点-KI/KP，积分控制把系统变成Ⅱ型，提高了无差度。增加零点可以改善暂态响应。闭环特征方程为：KP=0，系统将不稳定。选定KP，增大KI系统将不稳定。稳定的充要条件为：KP，KI过大，会出现很大的超调；若小则响应速度很慢。采用PID控制可以兼顾稳态和暂态性能。(4)并联支路反馈控制通过改善固有部分局部环节的特性(如二阶振荡环节)来改善整个系统的性能，提高抗扰性及其它

6、非线性因素的影响。§6.2常用校正装置及其特性校正网络分为有源和无源网络。校正网络可以视为滤波器，将引入一定的相移。根据引入的相称情况，可分为：超前校正网络、滞后校正网络、超前-滞后校正网络。一、超前校正网络零点：极点：ωL(ω)/dB0dBω0°φ(ω)20lg1/α相位超前校正网络的Bode图-10dB-20dB1/T1/αTφmωm20°40°[+20]开环放大倍数下降α倍，可能导致稳态误差增加。相频特性则表明：在ω由o至∞的所有频率下，φ(ω)均为正值，即网络的输出信号在相位上总是超前于输入信号的。相位超前网络的相

7、角为：令：解得：也可以写成：所提供的超前相角也即φm越大，α越小，网络增益的衰减也越剧烈。超前网络相当于一个高通滤波器，过小的α值对抑制噪声不利。α一般大于0.05。此时二、滞后校正装置零点：极点：ωL(ω)/dB0dBω0°φ(ω)20lgβ相位滞后校正网络的Bode图-10dB-20dB1/T1/βTφmωm-20°-40°[-20]稳态开环增益不变，暂态过程开环增益下降β倍。相频特性则表明：在ω由o至∞的所有频率下，φ(ω)均为负值，即网络的输出信号在相位上总是滞后于输入信号的。相频特性φc(ω)在转折频率ω1=1/

8、βT和ω2=1/T之间存在最大值φm。由于网络的相角滞后，可能校正后对系统的相角裕度带来不良的影响。因此，采用滞后网络对系统进行串联校正时，应力图避免使其最大滞后角φm出现在校正后系统的ωc的附近。为此，通常使ω2＝1/T远小于ωc。般取此时极点比零点更靠近坐标原点。从根轨迹的角度看，如果T值足够大，则