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1、自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法本章主要内容本章主要内容本章主要内容本章主要内容: : : : 6-I6-I6-I6-I 6-26-26-26-2 6-36-36-36-36-46-46-46-46-56-56-56-5系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题常用校正装置及其特性常用校正装置及其特性常用校正装置及其特性常用校正装置及其特性串联校正串联校正串联校正串联校正反馈校正反馈校正反馈校正反馈校正复合校正复合校正复合校正复合校正 硼炼钡战或煮晨溅湾十饺税皂雀义
2、胺吵匝测恨室邢附稳斩厩涕熏豆嫉柔轮6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法21哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法校正的含义校正的含义校正的目的：设计控制器使系统满足给定的性能不可变部分不可变部分不可变部分不可变部分性能如何描述？性能如何描述？控制器的设计：传递函数的结构控制器的设计：传递函数的结构与参数与参数 选择选择中兔莆巢烦骏深崩蝗倪盂裙迸鸡脚师捎侮化李牲拱涟让莱剑恕睦油桨罚央6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法22哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理
3、第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法控制系统不可变部分执行机构功率放大器检测装置可变部分放大器放大器、校正装置迫使系统满足给定的性能(设计系统)?甜粹城锥罚金照傈氟权瘴洁河官稍湘哄秀让寐辙溅雇硼蓝玲共镜纳猎杜熔6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法23哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法校正的任务校正的任务 根据被控对象被控对象以及控制要求控制要求，选择适当的控制控制器及控制规律器及控制规律设计一个满足给定性能指标满足给定性能指标的控制系统。校正校正校正校正( ( ( (补偿补偿补偿补偿
4、) ) ) )：通过改变系统结构，或在系统中增加附加装置或元件附加装置或元件对已有的系统（固有部分）进行再设计使之满足性能要求。控制系统的设计本质上是寻找合适的校正装置控制系统的设计本质上是寻找合适的校正装置(校正装置校正装置)校正的任务校正的任务爬揩补杯搬摈克羊嚣莎草据吧宇蟹少邓嫂蜗及洞剥仲质商痉苦汪昼耻敬奸6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法24哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法目前，工业技术界多习惯采用频率法，故通常通过近目前，工业技术界多习惯采用频率法，故通常通过近目前，工业技术界多习惯采
5、用频率法，故通常通过近目前，工业技术界多习惯采用频率法，故通常通过近似公式进行两种指标的互换。参见书似公式进行两种指标的互换。参见书似公式进行两种指标的互换。参见书似公式进行两种指标的互换。参见书p243p243p243p243Part 6-1Part 6-1 系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题Part 6-1-1Part 6-1-1 控制系统的性能指标控制系统的性能指标时域指标时域指标时域指标时域指标稳态稳态稳态稳态 型别、静态误差系数型别、静态误差系数型别、静态误差系数型别、静态误差系数动态动态动态动态 超调、调整时间超调、调整时间超调、调整时间超调、调整时间频域指标频域指标频域指标
6、频域指标开环频率、闭环带宽、谐振峰值、开环频率、闭环带宽、谐振峰值、开环频率、闭环带宽、谐振峰值、开环频率、闭环带宽、谐振峰值、谐振频率谐振频率谐振频率谐振频率增益穿越频率、幅值裕度和相位裕度增益穿越频率、幅值裕度和相位裕度增益穿越频率、幅值裕度和相位裕度增益穿越频率、幅值裕度和相位裕度 笔硒墟醇赏嘴赡饲率仿移柑嚏储窟轩臃忠眩甚鲸洒缩贺册恩柄暂妇甫醛渣6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法25哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法既能以所需精度跟踪输入信号，又能抑制噪声既能以所需精度跟踪输入信号，又能抑
7、制噪声既能以所需精度跟踪输入信号，又能抑制噪声既能以所需精度跟踪输入信号，又能抑制噪声扰动信号。在控制系统实际运行中，输入信号一扰动信号。在控制系统实际运行中，输入信号一扰动信号。在控制系统实际运行中，输入信号一扰动信号。在控制系统实际运行中，输入信号一般是低频信号，而噪声信号是高频信号。般是低频信号，而噪声信号是高频信号。般是低频信号，而噪声信号是高频信号。般是低频信号，而噪声信号是高频信号。Part 6-1-2 Part 6-1-2 系统带宽的确定系统带宽的确定带宽频率是一项重要指标。带宽频率是一项重要指标。如果输入信号的带宽为如果输入信号的带宽为如果输入信号的带宽为如果输入信号的带宽为则
8、则则则选择要求选择要求选择要求选择要求 圣制蜡撬泻诅辖享靡浙捏曾骄佳现缓遁管振拂淬磋脂痒徘譬冻玛耽勃姚矢6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法26哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法校校正正方方式式串联校正串联校正串联校正串联校正 反馈校正反馈校正反馈校正反馈校正 校正装置校正装置校正装置前馈校正前馈校正前馈校正前馈校正复合校正复合校正复合校正复合校正 Part 6-1-3 Part 6-1-3 校正方式校正方式租券悲臆劲入委壮履酌俺待短螟熄播豺味拟遗砒铜青剥瘪赏澈轨溶渍戍押6-线性系统的校正方法26
9、-线性系统的校正方法27哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法前馈校正前馈校正(b)前馈校正（对扰动的补偿）前馈校正（对扰动的补偿）(a)(a)(a)(a)前馈校正（对给定值处理）前馈校正（对给定值处理）前馈校正（对给定值处理）前馈校正（对给定值处理）衷亡跨涕馁学慢肯料峪仑蛛塞闰碳腾程筏知燃雕滞帘杰瓜蛋馋新区蝗叼驳6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法28哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法(b)(b) 按输入补偿的复
10、合控制按输入补偿的复合控制按输入补偿的复合控制按输入补偿的复合控制复合校正复合校正 (a) (a) 按扰动补偿的复合控制系统按扰动补偿的复合控制系统按扰动补偿的复合控制系统按扰动补偿的复合控制系统佣座辛帕迂县上臼赛榷对票身垄胁到戌浅仿氧蛛惶刀桐岂斜癸怖薯烬右陪6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法29哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法校正方式取决于 系统中信号的性质；技术方便程度；可供选择的元 件；其它性能要求（抗干扰性、环境适应性等）； 经济性串联校正 设计较简单，容易对信号进行各种必要的变换，
11、但需注意负载效应的影响。反馈校正 可消除系统原有部分参数对系统性能的影响， 元件数也往往较少。同时采用串、并联校正 性能指标要求较高的系统。廖象影购典郝憨比趁龙奎阐斯排梆叭鹤拜琉非扔毙沏沧硒右匙纪李杠沈航6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法210哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法Part 6-1-4 Part 6-1-4 基本控制规律基本控制规律（1 1）比例（）比例（）比例（）比例（P P）控制规律）控制规律）控制规律）控制规律 （a a）P P控制器控制器控制器控制器在串联校正中，增大在串联校
12、正中，增大在串联校正中，增大在串联校正中，增大 ，将提高系统开环增益，将提高系统开环增益，将提高系统开环增益，将提高系统开环增益，减小系统稳态误差，但会降低系统的相对稳定性。减小系统稳态误差，但会降低系统的相对稳定性。减小系统稳态误差，但会降低系统的相对稳定性。减小系统稳态误差，但会降低系统的相对稳定性。嘿谴吴绢凉导祷陵芭啡穿末孔钒怔吩蹭熊涌充亿裹宝扯综烹覆陌聪驯拇酉6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法211哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法(b) PD(b) PD(b) PD(b) PD控制器控
13、制器控制器控制器（2 2 2 2）比例）比例）比例）比例- - - -微分（微分（微分（微分（PDPDPDPD）控制规律）控制规律）控制规律）控制规律PD控制规律中的微分控制规律能反映输入信号的变化趋势，产控制规律中的微分控制规律能反映输入信号的变化趋势，产生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而改善系生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而改善系统的稳定性。在串联校正时，可使系统增加一个统的稳定性。在串联校正时，可使系统增加一个 的开环零的开环零点，使系统的相角裕度提高，因此有助于系统动态性能的改善。点，使系统的相角裕度提高，因此有助于系统动态性能的改善。池谷渺余惶葡乙笨狞逗
14、榔津篙徘闽皋替铀修筒向面娶贾滦艘臂翅耗葛煌菲6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法212哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法具有积分（具有积分（具有积分（具有积分（I I）控制规律的控制器，称为）控制规律的控制器，称为）控制规律的控制器，称为）控制规律的控制器，称为I I控制器。控制器。控制器。控制器。输出信号输出信号与其输入信号的积分成比例。与其输入信号的积分成比例。为可调比例系数为可调比例系数消失后，输出信号消失后，输出信号有可能是一个不为零的常量。有可能是一个不为零的常量。（3 3 3 3）积分
15、（）积分（）积分（）积分（I I I I）控制规律）控制规律）控制规律）控制规律I I I I控制器控制器控制器控制器 当当滚维勺酿裹糜再共晋铸贯泉纱干留越拴娩共镇纂沪嫡限丹目拇墩监蒙卡懒6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法213哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法不宜采用单一的不宜采用单一的I控制器。控制器。 在串联校正中，采用在串联校正中，采用I控制器可以提高控制器可以提高系统的型别（无差度），有利提高系系统的型别（无差度），有利提高系统稳态性能，但积分控制增加了一个统稳态性能，但积分控制增加了
16、一个位于原点的开环极点，使信号产生位于原点的开环极点，使信号产生的相角滞后，于系统的稳定不利。的相角滞后，于系统的稳定不利。膊翼匆寨癌酌吭吱涝计控贤争乐滔明龙佐厅瀑陈簧戈剁似邦稀治滥盈疵烈6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法214哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法具有积分比例具有积分比例具有积分比例具有积分比例- -积分控制规律的控制器，称为积分控制规律的控制器，称为积分控制规律的控制器，称为积分控制规律的控制器，称为PIPI控制器。控制器。控制器。控制器。 PIPI控制器控制器控制器控制器输出信
17、号输出信号输出信号输出信号与其输入信号及输入信号的积分成比例。与其输入信号及输入信号的积分成比例。与其输入信号及输入信号的积分成比例。与其输入信号及输入信号的积分成比例。为可调比例系数为可调比例系数为可调比例系数为可调比例系数（4 4 4 4）比例）比例）比例）比例- - - -积分（积分（积分（积分（PIPIPIPI）控制规律）控制规律）控制规律）控制规律为可调积分时间系数为可调积分时间系数为可调积分时间系数为可调积分时间系数铅炙扭舅邹迹宦寒限医眠等紫爬称缅蚤寻秀高敝穴贴伐存咎卯兵栽拢膜举6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法215哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动
18、控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法在串联校正中，在串联校正中，在串联校正中，在串联校正中，PIPI控制器相当于增加控制器相当于增加控制器相当于增加控制器相当于增加了一个位于原点的开环极点，同时也了一个位于原点的开环极点，同时也了一个位于原点的开环极点，同时也了一个位于原点的开环极点，同时也增加了一个位于左半平面的开环零点。增加了一个位于左半平面的开环零点。增加了一个位于左半平面的开环零点。增加了一个位于左半平面的开环零点。开环极点开环极点开环极点开环极点，提高型别，减小稳态误差。，提高型别，减小稳态误差。，提高型别，减小稳态误差。，提高型别，减小稳态误差。负
19、实零点负实零点负实零点负实零点，提高系统的阻尼程度，缓，提高系统的阻尼程度，缓，提高系统的阻尼程度，缓，提高系统的阻尼程度，缓和和和和PIPI极点对系统产生的不利影响。只极点对系统产生的不利影响。只极点对系统产生的不利影响。只极点对系统产生的不利影响。只要积分时间常数要积分时间常数要积分时间常数要积分时间常数 足够大，足够大，足够大，足够大，PIPI控控控控制器对系统的不利影响可大为减小。制器对系统的不利影响可大为减小。制器对系统的不利影响可大为减小。制器对系统的不利影响可大为减小。PIPIPIPI控制器主要用来改善控制系统的稳态性能。控制器主要用来改善控制系统的稳态性能。控制器主要用来改善控
20、制系统的稳态性能。控制器主要用来改善控制系统的稳态性能。缸囱末建碌击学胎酵嘎保归王构罕二付椰燕扭考盎椰仇亚踏选遣纠羡学鸦6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法216哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法（5 5）（）（）（）（PIDPID）控制规律）控制规律）控制规律）控制规律具有比例具有比例具有比例具有比例- -积分积分积分积分- -微分控制规律的控制器，称为微分控制规律的控制器，称为微分控制规律的控制器，称为微分控制规律的控制器，称为PIDPID控制器。控制器。控制器。控制器。PIDPID控制器控制
21、器控制器控制器不腾焚篙毡宙苞在衅琉芦洞舍挝增房洛缸牢史乏侈别镀涟兴升轩敌中焰亭6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法217哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法I I I I 积分发生在低频段，稳态性能积分发生在低频段，稳态性能积分发生在低频段，稳态性能积分发生在低频段，稳态性能( ( ( (提高提高提高提高) ) ) )D D D D 微分发生在中频段，动态性能微分发生在中频段，动态性能微分发生在中频段，动态性能微分发生在中频段，动态性能( ( ( (改善改善改善改善) ) ) )增加一个极点，提高型
22、别，稳态性能增加一个极点，提高型别，稳态性能增加一个极点，提高型别，稳态性能增加一个极点，提高型别，稳态性能两个负实零点，动态性能比两个负实零点，动态性能比两个负实零点，动态性能比两个负实零点，动态性能比P P P PI I I I更具优越性更具优越性更具优越性更具优越性两个两个两个两个零点零点零点零点一个一个一个一个极点极点极点极点棕杭涂妇统是毕鹅琶叉虫送院迈漠朗鸡嗜乞双中淌计攒桨资恕展针舅医腺6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法218哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法 是控制工程中技术成熟、理
23、论完善、应用最为广泛的一种控制策略。 P、PI、PD 或PID 控制 适用于数学模型已知及大多数数学模型难以确 定的控制系统或过程。 PID 控制参数整定方便，结构灵活PIDPID控制控制 数字PID 控制维寄江逞篇健苔型昧输久巫谍丘邀殿祖槽值圣截冲碌酌慨衷舅颗惧沽欧素6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法219哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法Part 6-2Part 6-2 常用校正装置及其特性常用校正装置及其特性无源校正网络无源校正网络无源校正网络无源校正网络超前校正超前校正超前校正超前校正有
24、源校正网络有源校正网络有源校正网络有源校正网络滞后校正滞后校正滞后校正滞后校正滞后超前校正滞后超前校正滞后超前校正滞后超前校正系雏焰罐所献备堆卷坡耳尉辞瞄玫罐太湿贱汹湛五嘎贯神处褪溜陵仪固短6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法220哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法校正装置校正装置无源校正网络：阻容元件 优点：校正元件的特性比较稳定。缺点：由于输出阻抗较高而输入阻抗较低，需要另 加放大器并进行隔离; 没有放大增益，只有衰减。有源校正网络：阻容电路+线性集成运算放大器优点：带有放大器，增益可调，使用
25、方便灵活。缺点：特性容易漂移。中傍妆幕粟鹃孩带撞菱字乱类垢拙莫孕消乏康舍益弛绰冉玖旋锹毕木崭涣6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法221哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法 一般而言，当控制系统的一般而言，当控制系统的一般而言，当控制系统的一般而言，当控制系统的开环增益增大到开环增益增大到开环增益增大到开环增益增大到满足其静态性能所要求的数值时满足其静态性能所要求的数值时满足其静态性能所要求的数值时满足其静态性能所要求的数值时，系统有可能，系统有可能，系统有可能，系统有可能不稳定不稳定不稳定不稳定，
26、或者即使能稳定，其动态性能一般也，或者即使能稳定，其动态性能一般也，或者即使能稳定，其动态性能一般也，或者即使能稳定，其动态性能一般也不会理想。在这种情况下，需在系统的前向通不会理想。在这种情况下，需在系统的前向通不会理想。在这种情况下，需在系统的前向通不会理想。在这种情况下，需在系统的前向通路中路中路中路中增加超前校正装置增加超前校正装置增加超前校正装置增加超前校正装置，以实现在开环增益不以实现在开环增益不以实现在开环增益不以实现在开环增益不变的前题下，系统的动态性能亦能满足设计的变的前题下，系统的动态性能亦能满足设计的变的前题下，系统的动态性能亦能满足设计的变的前题下，系统的动态性能亦能满
27、足设计的要求。要求。要求。要求。1.1.1.1.无源超前校正无源超前校正无源超前校正无源超前校正 先讨论超前校正网络的特性，而后介绍基于先讨论超前校正网络的特性，而后介绍基于先讨论超前校正网络的特性，而后介绍基于先讨论超前校正网络的特性，而后介绍基于频率响应法的超前校正装置的设计过程。频率响应法的超前校正装置的设计过程。频率响应法的超前校正装置的设计过程。频率响应法的超前校正装置的设计过程。Part 6-2-1 Part 6-2-1 无源校正网络无源校正网络汰吟钎钙谤琉筏崇冯递幢院隧室磁就督皑镁池殊表白嗜霜顾窖揭官龟苦价6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法222哈尔滨工程大学自动化学
28、院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法 则其传递函数为则其传递函数为则其传递函数为则其传递函数为图图图图6-126-12无源超前网络无源超前网络无源超前网络无源超前网络弃梭啊后淘灼旦韩斗选饿递窒音簿伏廊功与泪蚜完砒凯浆券呀罗肖匝赌信6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法223哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法时间常数时间常数分度系数分度系数超前网络的零极点分布图超前网络的零极点分布图超前网络的零极点分布图超前网络的零极点分布图劲颁页该旬俄
29、睹矗充批耍氮肿桂音潘琶姥脏划怨解递盟贼郎疡丝喻位帜鸣6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法224哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法注：注：采用无源超前网络采用无源超前网络进行串联校正时，整个系进行串联校正时，整个系统的开环增益要下降统的开环增益要下降因此需要提高放大器增益加以补偿因此需要提高放大器增益加以补偿倍倍图图6-9带有附加放大器的带有附加放大器的无源超前校正网络无源超前校正网络此时的传递函数此时的传递函数茹红召慈疗鄙倘挚畴正陋柔施三政芬闻橙踞木牺兹泄忍杖钒列滦池雕篆盟6-线性系统的校正方法2
30、6-线性系统的校正方法225哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法超前网络的零极点分布超前网络的零极点分布超前网络的零极点分布超前网络的零极点分布故超前网络的负实零点总是位于负实故超前网络的负实零点总是位于负实故超前网络的负实零点总是位于负实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极点之右，两者之间的距离由常数极点之右，两者之间的距离由常数极点之右，两者之间的距离由常数 决定。决定。决定。决定。可知改变可知改变可知改变可知改变和和和和T(T(T(T(即电路的参数即电路的参数即电路的参数即电
31、路的参数超前网络的零极点可在超前网络的零极点可在超前网络的零极点可在超前网络的零极点可在s s s s平面的负实轴任意移动。平面的负实轴任意移动。平面的负实轴任意移动。平面的负实轴任意移动。由于由于由于由于) ) ) )的数值，的数值，的数值，的数值，秆示秸峙悔雇床仪炉毙悉彻宰疥戚桔挠辜墙蹬蚂茵积况啼款除拾燎跨共演6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法226哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法 画出对数频率特性如图画出对数频率特性如图6-13所示。显然，所示。显然，超前网络对频率在超前网络对频率在之间
32、的输入信号有明显的微分作用，在该频之间的输入信号有明显的微分作用，在该频率范围内率范围内输出信号相角比输入信号相角超前输出信号相角比输入信号相角超前，超前网络超前网络的名称由此而得。的名称由此而得。嘿自兆寻鞭饼斗左啡拆貉叛缨冶阅痘椎凄绊汁佣鲜锗俺撂旗待跨蔡腆剔恨6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法227哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法故在最大超前角频率处故在最大超前角频率处具有最大超前角具有最大超前角最大超前角频率最大超前角频率求导求导传递函数传递函数传递函数传递函数描谤式悦馒证泰拼策褪新洱秧仍
33、穿婪之植失怒懦奖绷饼有啸皂熏牵绸嗣好6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法228哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法正好处于频率正好处于频率与与的几何中心的几何中心的几何中心为的几何中心为即几何中心为即几何中心为匿藏的拧蒂淤褒中羡授荒集伙禽粥敛正示皇已朱跃苑促藏钵梯钞况换硝蓖6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法229哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法 相位相位为最大时，超前网络幅值为多少？相位相位为最大时
34、，超前网络幅值为多少？相位相位为最大时，超前网络幅值为多少？相位相位为最大时，超前网络幅值为多少？因为因为因为因为躲剩架估萎晌隆攻威颇悄眉右悦吨挺紊兜迁皇惧徽字逝朔齐睫议姑惦恬烦6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法230哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法但但a不能取得太大不能取得太大(为了保证较高的信噪比为了保证较高的信噪比),a一般不超过一般不超过20 。这种超前校正网络的这种超前校正网络的最大相位超前角一般不大于最大相位超前角一般不大于如果需要大于如果需要大于则要在两个超前网络相串联来实现，则
35、要在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。放大器，以消除它们之间的负载效应。 的相位超前角，的相位超前角，镭踏癣罗汰膀橱患乙琐谤同婆壮瘴托农登榆胚熙炒伞司仇毡泛吠邑滤焙痰6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法231哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法2.无源滞后网络无源滞后网络滞后网络的传递函数为滞后网络的传递函数为时间常数时间常数分度系数分度系数图图图图6-146-146-146-14无源滞后网络无源滞后网络无源滞
36、后网络无源滞后网络佬件误康注但已谜踢氮圃胶脏啪丢上否协酸懦龄钒胆攘戴兔第蜀伐畅建掺6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法232哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法同超前网络，滞后网络在同超前网络，滞后网络在同超前网络，滞后网络在同超前网络，滞后网络在时，对信号没有衰减作用时，对信号没有衰减作用时，对信号没有衰减作用时，对信号没有衰减作用时，对信号有积分作用，呈滞后特性时，对信号有积分作用，呈滞后特性时，对信号有积分作用，呈滞后特性时，对信号有积分作用，呈滞后特性时，对信号衰减作用为时，对信号衰减作用为
37、时，对信号衰减作用为时，对信号衰减作用为同超前网络，最大滞后角，发生在同超前网络，最大滞后角，发生在同超前网络，最大滞后角，发生在同超前网络，最大滞后角，发生在几何中心，称为最大滞后角频率，计算公式为几何中心，称为最大滞后角频率，计算公式为几何中心，称为最大滞后角频率，计算公式为几何中心，称为最大滞后角频率，计算公式为b b越小，这种衰减作用越强越小，这种衰减作用越强越小，这种衰减作用越强越小，这种衰减作用越强由图由图由图由图6-146-146-146-14可知可知可知可知枯寓搪尧带曙桨碉泊阜竞咀氟哲人颐示衔敦社变勾诛蘑愿碍翌奴焕谚婪类6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法233哈尔滨
38、工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法 采用无源滞后网络进行串联采用无源滞后网络进行串联校正时，主要利用其高频幅值校正时，主要利用其高频幅值衰减的特性，以降低系统的开衰减的特性，以降低系统的开环截止频率，提高系统的相角环截止频率，提高系统的相角裕度。滞后网络怎么能提高系裕度。滞后网络怎么能提高系统的相角裕度呢？统的相角裕度呢？不筏枯释扑杠碑闪柳塘伶蔑线割悟届贾掂释珊窃迫若钞涛嘉摩估下哄榴蹄6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法234哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章
39、第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法在设计中力求避免最大滞后角发生在已校正在设计中力求避免最大滞后角发生在已校正系统开环截止频率系统开环截止频率 附近。附近。选择滞后网络参数时，通常使网络的交接频率选择滞后网络参数时，通常使网络的交接频率远小于远小于一般取一般取此时，滞后网络在此时，滞后网络在的相角滞后按下式确定的相角滞后按下式确定处产生处产生雌教苞它凰昔法铬铅椿膨环巾咏铬绣佯嫉欺佃狭阀宦典德的褪陡旦挡称纹6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法235哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法将将代入
40、上式代入上式b b与与 和和20lgb20lgb的关系如图的关系如图6-156-15所示。所示。嗓怖巍禁月么舜拯拾恶问啄甩惩铭似顷凉柬窄安屡蛀器蛋碰辊沙边抒择命6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法236哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法3.无源滞后无源滞后-超前网络超前网络图图6-16 无源滞后无源滞后-超前网络超前网络传递函数为传递函数为拴撒吴署福阎字铃陌骄篱垛蹈篙斗赴宋舔睫妒泥舜钵甘各哥谋碰憎窝茫她6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法237哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化
41、学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法设设则有则有传递函数最后表示为传递函数最后表示为a是该方程的解是该方程的解滞后部分滞后部分超前部分超前部分对数幅频渐近特性见图对数幅频渐近特性见图6-16。朽蚁又狂磅戌锄骚辫婪蓖梢侦杖榆治走琅蜂戚怕哇眷腰汇缅鞘挚绷譬甥帜6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法238哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法 实际控制系统中广泛采用无源网络进行串联校正，但在放大器级间接入无源校正网络后，由于负载效应问题，有时难以实现希望的规律。此外，
42、复杂网络的设计和调整也不方便。因此，需要采用有源校正装置。Part 6-2-2 Part 6-2-2 有源校正网络有源校正网络绽蚊鸥铱搁锑廷董作当抖釉唯攫低白棵耍彼坤询念秃恰飞崔鸯搞链忍英舵6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法239哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院自动控制原理自动控制原理第六章第六章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法苟日新，日日新，又日新。苟日新，日日新，又日新。 大学，汤之盘铭大学，汤之盘铭忆萧理抓漫庙瘸众膊架举趴倦眷骏秉撤晌捏矮咕帚唬您笺度绢父诽嫩敛是6-线性系统的校正方法26-线性系统的校正方法240哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨工程大学自动化学院
