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1、1/12,6.2 系统的校正,一个系统的性能指标总是根据它所要完成的具体任务规定的。以数控机床进给系统为例，主要的性能指标包括死区、最大超调量、稳态误差和带宽等。性能指标的具体数值要求而定。,2/12,一般情况下，几个性能指标的要求往往是互相矛盾的。例如，减小系统的稳态误差往往会降低系统的相对稳定性，甚至导致系统不稳定。在这种情况下，就要考虑哪个性能要求是主要的，首先加以满足；在另一些情况下，就要采取折衷的方案，并加上必要的校正，使两方面的性能要求都等到适当满足。,3/12,一、校正的概念(或称补偿),所谓校正(或称补偿)，就是指在系统中增加新的环节，以改善系统的性能的方法。,控制系统的一个合
2、理的设计方案通常来自于对多种可行性方案的全面分析，即从技术性能、经济指标、可靠性等方面全面进行比较，权衡利弊后得出。 当设计方案一旦被确定之后，接着就着手选择系统中的各个组成部件。这就是系统的不可变部分G(s) H(s)。 上述系统具有自动控制功能，但却难于全面满足设计的要求，常需要在系统中引入一个专门用于改善性能的附加装置，这个附加装置称为校正装置，又名补偿器。,4/12,K,K,例1,5/12,前图示出了说明系统校正概念的一个例子。曲线为极点数P =0的系统的开环Nyquist图，由于Nyquist轨迹包围点(-1,j0)，故相应的系统闭环不稳定。为使系统稳定，可能的方法之一是减小系统的开
3、环放大倍数K，即由K变为K，使| G(jw)H(jw) |减小。曲线因模减小，相位不变，而不包围点(-1,j0) ，即变为曲线，这样系统就稳定了。,但是，减小K会使系统的稳态误差增大，这是不希望的，甚至是不允许的。另一种方法是在原系统中增加新的环节，使Nyquist轨迹在某个频率范围(如w1至w2)内发生变化，例如从曲线变为曲线 ，使原来不稳定的系统为为稳定系统，而且并不改变K ，即不增大系统的稳态误差。,6/12,Re,Im,-1,P =0,Mp大 ts长,例2,7/12,由上可知，从频率法的观点看，增加新的环节，主要是改变系统的频率特性。,图示出了说明系统校正概念的另一个例子。曲线为极点数
4、P=0的系统的开环Nyquist图，系统是稳定的。但是，相位裕度太小，使系统的瞬态响应有很大的超调量，调整时间太长。对这种系统，即使减小K ，因相位裕度没有变化，系统的性能仍得不到改善。只有加入新的环节，例如使Nyquist轨迹变为曲线 ，即，使原来的特性在w1至w2频率区间产生正的相移，才能使系统的相位裕度得到明显的提高，系统的性能得到改善。,8/12,如二阶控制系统：,%20111130 %二阶系统阻尼比与相位裕量间关系 clear all; close all; z=0:0.05:1; gama=2.*z./sqrt(sqrt(1+4.*z.4)-2.*z.*z); figure; h1
5、=plot(z,gama,rsquare) set(h1,linewidth,6,markersize,10) grid on set(gca,fontsize,20) xlabel(zeta,fontangle,i) ylabel(gamma,fontangle,i) title(gamma-zeta relation,fontangle,i),9/12,校正环节Gc(s)在系统中的联结方式，校正可分为串联校正、反馈校正和顺馈校正等。,串联校正和反馈校正是在系统主反馈回路中采用的校正方式，如右图所示。这是两种最常用的校正形式。,二、校正的分类,串联校正,反馈校正,10/12,顺馈校正如图所示。顺馈校正既可作为反馈控制系统的附加校正而组成复合控制，也可单独用于开环控制。,这几种校正方法后面将分别讨论。,顺馈校正,
