第六章控制系統(tǒng)的綜合與校正

1、一.問題的提出 控制系統(tǒng)的組成：被控對象控制器控制系統(tǒng)設(shè)計的基本要求：性能指標通常與系統(tǒng)的控制精度、相對穩(wěn)定性及響應(yīng)速度有關(guān)。 （1）選擇性能指標時域特征量：、%、ts 、tr及ess 頻域特征量：Lg、Mp 和b （2）進行系統(tǒng)的初步設(shè)計 選擇系統(tǒng)的執(zhí)行元件、測量元件、放大器等，這些是構(gòu)成控制器的基本元件，它們連同被控制對象，組成了控制系統(tǒng)的基本部分。控制系統(tǒng)的不可變部分或原有部分 在大多數(shù)情況下，僅靠調(diào)整系統(tǒng)不可變部分的放大器增益不能同時滿足給定的各項性能指標，有時系統(tǒng)甚至是不穩(wěn)定的。這時，必須在系統(tǒng)中引入一些附加裝置來校正系統(tǒng)的特性，使其全面滿足各項性能指標。校正6-1 6-1 關(guān)于控制

2、系統(tǒng)校正的概念關(guān)于控制系統(tǒng)校正的概念校正元件的傳遞函數(shù)。分別表示不可變部分及與圖中的串聯(lián)校正。則稱這種形式的校正為如圖所示不可變部分串聯(lián)起來，如果校正元件與系統(tǒng)的)()(0, scGsG+-R(s)C(s)(0sG)(sGcH(s)串聯(lián)校正系統(tǒng)方框圖1、串連校正、串連校正優(yōu)點：簡單，也比較容易對信號進行各種必要形式的變換。 （1）無源串連校正 （2）有源串連校正二.常用校正方法介紹 H(s)R(s)C(s)+-+-)(1sG)(2sG)(sGc反饋校正系統(tǒng)方框圖如圖所示校正形式為反饋校正。的校正元件，則稱這種設(shè)置傳遞函數(shù)為路內(nèi)成反饋回路并在反饋回輸出取得反饋信號，構(gòu)如果從系統(tǒng)的某個元件)(cG

3、 s2 2、反饋校正、反饋校正優(yōu)點：（1）所需元件數(shù)較串聯(lián)校正少。 在性能指標要求較高的控制系統(tǒng)中，常常兼用串聯(lián)校正和反饋校正兩種方式。 因為反饋信號通常由系統(tǒng)輸出端或放大器的輸出級供給，信號是從高功率點傳向低功率點，一般無需附加放大器。（2）可以抑制系統(tǒng)參數(shù)波動及非線性因素對系統(tǒng)性能的影響。 )(sC)(sG)(sN)(sG)(sGc(a)前饋校正（對給定值處理） (b)前饋校正（對擾動的補償) 3 3、復(fù)合校正、復(fù)合校正在反饋控制回路中，加入前饋校正通路，組成有機整體。 校正的另外一種方法1、基本原理（1）增加開環(huán)極點：根軌跡右移增加系統(tǒng)的開環(huán)零極點可以改變根軌跡的形狀根軌跡法校正 效果：降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增大系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間。（2）增加開環(huán)零點：根軌跡左移效果：提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間，改善系統(tǒng)的暫態(tài)性能指標。2、基本思想：根據(jù)性能指標的要求確定閉環(huán)主導(dǎo)極點。 通常閉環(huán)系統(tǒng)的主導(dǎo)極點位置不在系統(tǒng)的根軌跡上。通過引入零極點位置適當?shù)男Ｕb置，以改變原來系統(tǒng)的根軌跡形狀，迫使已校正系統(tǒng)根軌跡通過希望主導(dǎo)