《自动控制理论 教学课件 ppt 作者 李素玲第6章 6_4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动控制理论 教学课件 ppt 作者 李素玲第6章 6_4（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6.4 反馈校正,在控制工程中，为了改善系统的性能，除采 用串联校正外，反馈校正也是较常用的校正方法。 实用中采用局部反馈校正较多。它可以改善反馈 环节所包围的不可变部分的性能，减弱参数变化 对控制系统性能的影响。第三章改善二阶系统性 能的措施之一输出量的速度反馈即是反馈校正 的应用。系统采用反馈校正后，除了可以得到与 串联校正相同的校正效果外，还可以获得某些改 善系统性能的特殊功能。,第六章 系统校正,6.4.1 反馈校正对系统特性的影响,如图典型结构：,第六章 系统校正,未校正前：,设局部闭环的 传递函数为：,(2)当满足,适当选择校正装置的结构与参数，使开环频率特 性发生所希望的变化，满
2、足性能指标的要求。,第六章 系统校正,反馈校正对系统特性的影响（续）,第六章 系统校正,6.4.2 综合法反馈校正,设含反馈校正的控 制系统如图所示。,待校正系统的开环传递函数为,已校正系统的开环传递函数为,1）在Bode图上，若满足,则有,第六章 系统校正,综合法反馈校正（续）,则有 。这一区段就是 的区段。,表明在 的频率范围内，已校 正系统的开环幅频特性近似等于未校正系统的开 环幅频特性，反馈校正装置不起作用。,2）在Bode图上，若满足,待校正系统的幅频特性,系统的期望幅频特性,第六章 系统校正,综合法反馈校正（续）,这一区段就是 的区段，并且是系统受校 正的区段，也就是 的区段。,由
3、Lc()求的G2(s)Gc(s)。由于G2(s)是已知的，因 此反馈校正装置Gc(s)可立即求得。,则有,则,在反馈校正过程中，应当注意三点：,第六章 系统校正,综合法反馈校正（续）,2）局部反馈回路必须稳定，否则系统为非最小相 位系统，不能用期望特性法。,3）在Lc()=0 附近误差较大，而且由于截止频率 c 附近对系统的稳定性和动态性能指标影响 最大，所以应使Lc()=0点远离截止频率c点。,1、先绘制未校正系统的开环对数幅频特性：,2、按给定性能指标绘制希望的开环对数幅频特性：,第六章 系统校正,综合法反馈校正的步骤：,第六章 系统校正,第六章 系统校正,+20,-20,第六章 系统校正
4、,综合法反馈校正的步骤（续）,5、先由Lc()曲线得到G2(s)Gc(s)，再由G2(s)Gc(s) 得到Gc(s)，并确定校正装置的参数。,6、校验校正后系统的性能指标是否满足要求。,7、考虑Gc(s)的工程实现。,必须指出，以上设计步骤与综合法串联校正设 计过程一样，仅适用于最小相位系统。,例题：设系统结构图如图所示。试设计反馈校正装 置Gc(s) ，使系统满足下列性能指标：,第六章 系统校正,综合法反馈校正（续）,第六章 系统校正,综合法反馈校正（续）,第六章 系统校正,综合法反馈校正（续）,系统不稳定，需要校正。,2）根据,第六章 系统校正,综合法反馈校正（续）,第六章 系统校正,综合
5、法反馈校正（续）,从2向左作斜率为-40的线段交曲线L0()曲线于 1=0.15(1/s) 。,第六章 系统校正,综合法反馈校正（续）,两边延伸即可。,第六章 系统校正,综合法反馈校正（续）,3）根据Lc()曲线求得：,-40,第六章 系统校正,时，,综合法反馈校正（续）,第六章 系统校正,4、校验小闭环：小闭环的开环对数幅率特性为Lc(),综合法反馈校正（续）,-40,第六章 系统校正,综合法反馈校正（续）,稳定。,时，,近似程度较高。,-40,5、,满足。,满足。,综合法反馈校正（续）,第六章 系统校正,6、由于 有两个纯微分环节，不易实,现，可将原结构图略作调整：,综合法反馈校正（续）,
6、第六章 系统校正,本章小结,（1）为改善控制系统的性能，常附加校正装置，它是解决动态性能和稳态性能相互矛盾的有效方法。按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统常用的校正方式可分为串联校正、反馈校正和复合控制三种类型。,（2）串联校正方式是控制系统设计中最常用的一种。串联校正分为超前校正、滞后校正、滞后-超前校正等三种形式。串联校正装置既可用RC无源网络来实现，又可用运算放大器组成的有源网络来实现。,第六章 系统校正,（3）串联校正的设计方法较多，但最常用的是采用伯德图的频率特性设计法。无论采用何种方法设计校正装置，实质上均表现为修改描述系统运动规律的数学模型。,本章小结,（4）串联校正装置的高
7、质量设计，是以充分了解校正网络的特性为前提的。, 超前校正的优点是在新的截止频率附近提供较大的正相角，从而提高了相角裕度，使超调量减小；同时又使得截止频率增大，对快速性有利。超前校正主要是改善系统的动态性能。,第六章 系统校正, 滞后校正的优点是在降低了截止频率的基础上，获得较好的相角裕度；在维持相角裕度不变的情况下，就可大大地提高开环放大倍数，以改善系统的稳态性能。,本章小结,滞后-超前校正同时兼有上述两种校正的优点，适用于高质量控制系统的校正。,（5）PID校正是实际工程中较常用的校正措施，实际上PD、PI、PID分别就是超前、滞后、滞后-超前等3种串联校正中的1种情况。,第六章 系统校正,本章小结,（6）反馈校正的本质是在某个频率区间内，以反馈通道传递函数的倒数特性来代替原系统中不希望的特性，以期达到改善控制性能的目的。反馈校正还可减弱被包围部分特性参数变化对系统性能的不良影响。,第六章 系统校正,（5）期望特性法是工程上较常用的设计方法，它是以时域指标%、ts为依据的。可根据需要将系统设计成典型二阶、三阶或四阶期望特性。其优点是方法简单，使用灵活，但只适用于最小相位系统的设计。,
