自动控制原理06自动控制系统的设计与校正ppt课件

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1、自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正6.1 系统设计的设计步骤系统设计的设计步骤1.根根据据用用户户提提出出的的性性能能指指标标和和被被控控对对象象的的具具体体工工作作环环境境，根根据据条条件件进进行行调调研研、查查阅阅技技术术资资料料，确确定定合合理理的的设设计计指指标标，作作为为设设计的依据。计的依据。2.初初步步确确定定控控制制方方案案，如如是是用用计计算算机机控控制制还还是是一一般般的的模模拟拟控控制制，驱驱动动方方式式是是采采用用电电动动的的还还是是液液压压气气动动的的，

2、完完成成系系统统的的职职能能方方框图，写出可行性方案论证报告。框图，写出可行性方案论证报告。自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正3. 具体进行设计具体进行设计 根根据据初初步步确确定定的的合合理理的的设设计计指指标标进进行行总总体体设设计计，合合理理地地设设计计或或选选择择元元部部件件，尤尤其其是是对对测测量量元元件件的的选选择择要要给给予予充充分分的的注注意意。组组成成系系统统后后进进行行动动、静静态态分分析析计计算算，同同时时进进行行计计算算机机仿仿真真。若若不不符符合合指指标标要要求求，则要进行校正，使其满足指标要求。则要进行校正，使其

3、满足指标要求。自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正 4实验室原理性试验实验室原理性试验 根根据据具具体体设设计计，在在实实验验室室建建造造系系统统的的原原型型机机，并并进进行行试试验验。按按照照试试验验的的结结果果调调正正改改系系统统九九部部件件中中的的有有关关参参数数，排排除除故故障障，进进一一步完善具体设计。步完善具体设计。 5提交样机通过技术鉴定提交样机通过技术鉴定 在在实实验验室室试试验验的的基基础础上上考考虑虑到到实实际际的的使使用用条条件件进进行行样样机机生生产产。再再通通过过对对样样机机的的试试验验考考核核，鉴鉴定定其其是是否否

4、全全面面满满足足设设计计指指标标，基基本本符符合合后后才才可可决决定定小小批批量量生生产产。经经过过实实际际应应用用的的考考验验，最最后后才才能能通通过过技技术术鉴鉴定定，投投入入小小批量生产，进行定点实际应用。批量生产，进行定点实际应用。自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正调节时间调节时间ts超调量超调量 %稳态误差稳态误差ess静态位置误差系数静态位置误差系数Kp静态速度误差系数静态速度误差系数Kv静态加速度误差系数静态加速度误差系数Ka一、时域指标一、时域指标6.2 性能指标与系统设计的基本思路性能指标与系统设计的基本思路自动控制原理自

5、动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正二、二、频域指标频域指标: :1闭环频域指标闭环频域指标峰值峰值Mr峰值频率峰值频率 r频带频带 b b 2开环频域指标开环频域指标截止频率截止频率(穿越频率穿越频率) c c 相稳定裕度相稳定裕度 模稳定裕度模稳定裕度L Lh 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正三、各项指标的关系三、各项指标的关系四、系统带宽的选择四、系统带宽的选择五、校正方式五、校正方式校正校正：给系统加入一些具有某种典型环节：给系统加入一些具有某种典型环节特性的电网络、模拟运算部件以及测量装特性

6、的电网络、模拟运算部件以及测量装置等，靠这些环节的配置来有效地改善整置等，靠这些环节的配置来有效地改善整个系统的控制性能，借以达到所要求的性个系统的控制性能，借以达到所要求的性能指标。这一加入的部件或装置通常称为能指标。这一加入的部件或装置通常称为校正元件或校正装置。校正元件或校正装置。 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正校正方式：校正方式：按照系统中校正装置的连接方式，可分为按照系统中校正装置的连接方式，可分为串联校正、反馈校正、前馈校正、复合校串联校正、反馈校正、前馈校正、复合校正四种。正四种。 串联校正和反馈校正串联校正和反馈校正 (

7、1)(1)串联校正和反馈校正串联校正和反馈校正 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正前馈校正前馈校正 (2)(2)前馈校正前馈校正 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正(4)(4)复合校正复合校正 复合校正复合校正 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正六、校正方法六、校正方法1. 分析法分析法2. 综合法综合法自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正6.3 基本控制规律基本控制规律在在校校正正

8、装装置置中中，常常采采用用比比例例(P)、微微分分(D)、积积分分(I)、比比例例微微分分(PD)、比比例例积积分分(PI)、比例积分微分比例积分微分(PID)等基本的控制规律。等基本的控制规律。一、比例一、比例(P)控制控制具具有有比比例例控控制制规规律律的的控控制制器器称称为为比比例例控控制制器器其其特特性性和和比比例例环环节节完完全全相相同同，它它实际上是一个可调增益的放大器。实际上是一个可调增益的放大器。传递函数传递函数 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正动态结构图为动态结构图为 比例控制的作用：比例控制的作用：1在系统中增大比例系

9、数在系统中增大比例系数Kp可减少系统的稳可减少系统的稳态误差以提高稳态精度。态误差以提高稳态精度。2增加增加Kp可降低系统的惯性，减小一阶系统可降低系统的惯性，减小一阶系统的时间常数，改善系统的快速性。的时间常数，改善系统的快速性。3. 提高提高Kp往往会降低系统的相对稳定性，甚往往会降低系统的相对稳定性，甚至会造成系统的不稳定。至会造成系统的不稳定。自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正二、比例二、比例微分微分(PD)控制控制动态结构图为动态结构图为 具有比例具有比例微分控制规律的控制器称为比微分控制规律的控制器称为比例微分控制器。例微分控制

10、器。传递函数传递函数 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正PD控制器的作用：控制器的作用：PD控控制制具具有有超超前前校校正正的的作作用用，能能给给出出控控制制系系统统提提前前开开始始制制动动的的信信号号，具具有有“预预见见”性性，能能反反应应偏偏差差信信号号的的变变化化速速率率(变变化化趋趋势势)，并并能能在在偏偏差差信信号号变变得得太太大大之之前前，在在系系统统中中引引进进一一个个有有效效的的早早期期修修正正信信号号，有有助助于于增增加加系系统统的稳定性，同时还可以提高系统的快速性。的稳定性，同时还可以提高系统的快速性。其缺点是系统抗高频

11、干扰能力差。其缺点是系统抗高频干扰能力差。自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正三、积分三、积分(I)控制控制具有积分控制规律的控制器，称为具有积分控制规律的控制器，称为I控制器。控制器。动态结构图为动态结构图为 传递函数传递函数 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正四、比例积分四、比例积分(PI)控制控制动态结构图动态结构图 传递函数传递函数 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正PI控制器的作用：控制器的作用：在系统中主要用于在保证控制系统

12、稳定的在系统中主要用于在保证控制系统稳定的基础上提高系统的型别，从而提高系统的基础上提高系统的型别，从而提高系统的稳态精度。稳态精度。五、比例五、比例积分积分微分微分(PID)控制控制动态结构图动态结构图 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正传递函数传递函数 PID控制器的作用：控制器的作用：PID具具有有PD和和PI双双重重作作用用，能能够够较较全全面面地地提提高高系系统统的的控控制制性性能能。PID控控制制器器除除了了提提高高系系统统型型别别之之外外，还还提提供供了了两两个个负负实实零零点点，从从而而较较PI控控制制器器在在提提高高系系统

13、统的的动动态态性性能能方方面面有有更更大大的的优优越越性性。因因此此，在在工工业业控控制制设设计中，计中，PID控制器得到了非常广泛的应用。控制器得到了非常广泛的应用。自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正6.4 常用串联校正网络常用串联校正网络 一、超前校正网络和滞后校正网络一、超前校正网络和滞后校正网络 常用的串联校正网络的传递函数一般形式为常用的串联校正网络的传递函数一般形式为 当校正网络为当校正网络为1阶时，传递函数为阶时，传递函数为 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正校正网络的频率

14、特性函数为校正网络的频率特性函数为 相频特性曲线为相频特性曲线为 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正最大超前相角最大超前相角 对应的角频率对应的角频率自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正相角滞后校正网络相角滞后校正网络(或称迟后校正网络或称迟后校正网络) 传递函数为传递函数为 滞后校正网络的频率特性为滞后校正网络的频率特性为自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正滞后校正网络的伯德图滞后校正网络的伯德图自动控制原理自动控制原理 第六章第六章

15、自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正二、用伯德图方法设计超前校正网络二、用伯德图方法设计超前校正网络设计步骤如下：设计步骤如下：(1) 绘绘制制未未校校正正系系统统的的伯伯德德图图，计计算算相相角角裕裕度度，判判定定是是否否满满足足要要求求，是是否否需需要要引引入入合合适的超前校正网络适的超前校正网络Gc(s)；(2) 确定所需的最大超前相角确定所需的最大超前相角 m;(3) 利用利用 ，计算，计算 ；自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正(4) 计计算算10lg ，在在未未校校正正系系统统的的幅幅值值增增益益曲曲线线上上，确确定定

16、与与10lg 对对应应的的频频率率。当当 = c= m时时，超超前前校校正正网网络络能能提提供供10lg (dB)的的幅幅值值增增量量，因因此此，经经过过校校正正后后，原原有有幅幅值值增增益益为为10lg 的的点点将将变变成成新新的的与与0dB线线的的交交点点，对对应应频率就是新的交接频率频率就是新的交接频率 c= m ；(5) 计算极点频率计算极点频率 和零点频率和零点频率 。自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正(7) 确确定定系系统统的的增增益益，以以保保证证系系统统的的稳稳态态精精度，抵消由超前校正网络带来的衰减度，抵消由超前校正网络带

17、来的衰减1/ 。(6) 绘绘制制校校正正后后的的闭闭环环系系统统伯伯德德图图，检检查查系系统统是是否否满满足足要要求求。若若不不满满足足要要求求，则则需需重重新新设计；设计；自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正例例 二二阶阶单单位位负负反反馈馈控控制制系系统统，开开环环传传递递函数为函数为 给给定定的的设设计计要要求求为为：系系统统的的相相角角裕裕度度不不小小于于40，系统斜坡响应的稳态误差为，系统斜坡响应的稳态误差为5%。解：解： 由由稳稳态态误误差差的的设设计计要要求求可可知知，系系统统的的静静态态速速度度误误差差系系数数应应该该为为Kv

18、=20，于于是是未未校正系统的开环频率特性函数为校正系统的开环频率特性函数为自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正所需的超前相角至少为所需的超前相角至少为(40 -18 )=22 设超前相角为设超前相角为30 , 对应有：对应有：自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正10lg =4.8 dB，在在G(s)的的伯伯德德图图上上，确确定定与与-4.8 dB对对应应的的频频率率，有有 m=8.4 rad/s，可可以以得得到到 0.068，而而|z|=4.8，|p|=14.4，于于是是得得到到接接入入超

19、超前前校校正正网网络络后后的的系系统统传传递递函函数数G(s)为为自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正系统校正前后的阶跃响应系统校正前后的阶跃响应自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正三、用伯德图设计滞后校正网络三、用伯德图设计滞后校正网络设计步骤：设计步骤：(1) 根据稳态误差的设计要求，确定原系统的增根据稳态误差的设计要求，确定原系统的增益益K，画出伯德图；，画出伯德图；(2) 计算原系统的相角裕度，如不满足要求，则计算原系统的相角裕度，如不满足要求，则进行下面的设计步骤；进行下面的设计步

20、骤；(3) 计计算算能能满满足足相相角角裕裕度度设设计计要要求求的的交交接接频频率率 c 。计计算算期期望望交交接接频频率率时时, 考考虑虑滞滞后后校校正正网网络络引引起起的的附附加加滞滞后后相相角角。工工程程上上该该滞滞后后相相角角的的预预留值取留值取5 ：自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正(4) 配置零点。该零点频率一般比预期交接频配置零点。该零点频率一般比预期交接频率小率小10倍频程倍频程;(5) 根据根据 c 和定原系统对数幅频特性曲线，确和定原系统对数幅频特性曲线，确定增益衰减；定增益衰减；(6)在在 c 处，滞后校正网络产生的增

21、益衰减为处，滞后校正网络产生的增益衰减为20lg 。由此确定。由此确定 值；值；(7) 计算极点计算极点 p=1/ = z/ ；(8) 验验证证结结果果。如如不不满满足足要要求求，重重新新进进行行步步骤骤 (3)(8)。自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正由由于于超超前前校校正正和和滞滞后后校校正正各各有有优优点点，有有时时会会把把超超前前校校正正和和滞滞后后校校正正综综合合起起来来应应用用，这这种种校正网络称为滞后校正网络称为滞后超前校正网络。超前校正网络。滞后滞后超前校正网络的伯德图超前校正网络的伯德图自动控制原理自动控制原理 第六章第六

22、章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正 工工程程上上常常用用的的校校正正方方法法通通常常是是把把一一个个高高阶阶系系统统近近似似地地简简化化成成低低阶阶系系统统，并并从从中中找找出出少少数数典典型型系系统统作作为为工工程程设设计计的的基基础础，通通常常选选用用二二阶阶、三三阶阶典典型型系系统统作作为为预预期期典典型型系系统统。只只要要掌掌握握典典型型系系统统与与性性能能指指标标之之间间的的关关系系，根根据据设设计计要要求求，就就可可以以设设计计系系统统参参数数，进进而而把把工工程程实实践践确确认认的的参参数数推推荐荐为为“工工程程最最佳佳参参数数”，相相应应的的性性能能确确定定为

23、为典典型型系系统统的的性性能能指指标标。根根据据典典型型系系统统选选择择控控制制器器形形式式和和工工程程最最佳佳参参数数，据据此此进进行行系系统统电电路参数计算。路参数计算。6.5 常用的串联校正方法常用的串联校正方法 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正闭环传递函数为闭环传递函数为 典型二阶系统开环传递函数为典型二阶系统开环传递函数为 一一、二阶典型系统二阶典型系统自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正1.二阶典型系统的最优模型二阶典型系统的最优模型 条件：条件： 得到最优模型的校正条件为得

24、到最优模型的校正条件为 代入代入 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正最优模型的性能指标为：最优模型的性能指标为： 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正2. 二阶最优模型的综合校正方法二阶最优模型的综合校正方法 (1) 系统固有部分特性是一惯性环节：系统固有部分特性是一惯性环节： 按二阶典型系统应串入积分控制器按二阶典型系统应串入积分控制器即即 则则 式中式中 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正应满足最优条件应满足最优条件即即 因此因此

25、自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正(2) 系统固有部分是两个串联的惯性环节系统固有部分是两个串联的惯性环节 使其化成二阶典型系统，则需采用使其化成二阶典型系统，则需采用PI控制器控制器 选参数时把时间常数大的环节消去，即选参数时把时间常数大的环节消去，即 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正因此因此 根据最优条件：根据最优条件： 即即 则得则得 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正(3) 系统固有部分由一个大时间常数的惯性环系统固有部分由

26、一个大时间常数的惯性环节和若干个小时间常数的惯性环节串联组成：节和若干个小时间常数的惯性环节串联组成： 式中式中 把小时间常数的惯性环节合并成一个把小时间常数的惯性环节合并成一个“等效等效”的惯性环节，即的惯性环节，即 则则 (1)自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正(3) 系统固有部分为典型二阶系统系统固有部分为典型二阶系统, ,但不符合最优条件，遇到这种情况要根据要但不符合最优条件，遇到这种情况要根据要求的性能指标来具体的进行校正。求的性能指标来具体的进行校正。 如如T1满足快速性的要求满足快速性的要求( (ts=4.2T1) )稳态精稳

27、态精度不作要求时，只要调整度不作要求时，只要调整K1使之符合最优使之符合最优条件即可。条件即可。 即即 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正若若此此时时T1满满足足要要求求，而而K1不不符符合合要要求求(即即稳稳态态精精度度不不满满足足指指标标)，首首先先使使K1增增大大到到K使使之符合指标要求。之符合指标要求。因此因此 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正根据最优条件：根据最优条件： K1为为已已知知，Kc为为增增大大的的倍倍数数，即即根根据据指指标标决决定定的的数数据据，亦亦为为已已知知

28、，则则K=K1Kc为为已已知知，所以所以T即可求出。即可求出。 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正如如T1不满足要求，不满足要求，K1亦不满足要求，首先亦不满足要求，首先应使应使T1满足指标要求，然后在使满足指标要求，然后在使K1符合要求符合要求即可；或者先满足即可；或者先满足 K1再满足再满足T1，这要根据具这要根据具体情况而定。体情况而定。注意注意: : 一定要使各项指标都满足要求。一定要使各项指标都满足要求。 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正(5) 系统固有部分传递函数系统固有部

29、分传递函数: 式中式中 T3亦可以是许多小时间常数的等效时间常亦可以是许多小时间常数的等效时间常数，此时，应采用数，此时，应采用PID控制器：控制器：自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正令令则则自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正二、三阶典型系统校正法二、三阶典型系统校正法 典型三阶系统模型的开环传递函数为典型三阶系统模型的开环传递函数为 开环开环伯德图伯德图为为定义定义为中频段宽度为中频段宽度 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正1. 具

30、有最佳频比的典型三阶系统具有最佳频比的典型三阶系统 最佳频比最佳频比: :当系统参数满足以下两式时，当系统参数满足以下两式时，所对应的闭环所对应的闭环Mr值最小。值最小。具有最佳频比的典型三阶模型为具有最佳频比的典型三阶模型为 由由得到得到自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正考虑到参考输入和扰动输入两方面的性能考虑到参考输入和扰动输入两方面的性能指标，通常取中频宽度指标，通常取中频宽度h=5。 (1)若未校正系统传递函数为若未校正系统传递函数为 可采用可采用PI控制器控制器 参数设定为参数设定为 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控

31、制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正(2)若未校正系统传递函数为若未校正系统传递函数为 可采用可采用PID控制器控制器 参数设定为参数设定为 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正2具有最大相角裕度的典型三阶系统具有最大相角裕度的典型三阶系统 典型三阶系统的相角裕度为典型三阶系统的相角裕度为 典型典型三阶系统的开环传递函数为三阶系统的开环传递函数为 调调整整K0，即即改改变变 c使使 取取得得最最大大值值。设设当当 c= 0 ， 取取最最大大值值。 由由 对对 c的的导导数数等等于于0，得，得自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控

32、制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正具有最大相角裕度的典型三阶系统为具有最大相角裕度的典型三阶系统为 一般取一般取h=4，T1=4T2， 。自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正6.6 反馈校正反馈校正 一、一、比例负反馈可以减弱被反馈包围部分的比例负反馈可以减弱被反馈包围部分的惯性，从而扩展其频带惯性，从而扩展其频带比例负反馈包围惯比例负反馈包围惯性环节，其闭环传性环节，其闭环传递函数为递函数为0284自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正二、速度反馈包围振荡环节，可增加环节的二、速度反

33、馈包围振荡环节，可增加环节的阻尼，有效的减弱阻尼环节的不利影响阻尼，有效的减弱阻尼环节的不利影响系统的闭环系统的闭环传递函数为传递函数为 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正三、反馈校正可以减弱参数变化对系统性能三、反馈校正可以减弱参数变化对系统性能的影响的影响 比较有反馈和无反馈比较有反馈和无反馈时系统输出对参数变时系统输出对参数变化的敏感程度化的敏感程度:对于开环系统对于开环系统即即 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正对于负反馈包围的局部系统对于负反馈包围的局部系统 一般情况下，一般情

34、况下，|G0(s)|G(s)|，于是近似有：，于是近似有：自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正四、负反馈校正取代局部结构，消除系统不四、负反馈校正取代局部结构，消除系统不可变部分中不希望有的特性可变部分中不希望有的特性 所示局部回路的传递所示局部回路的传递函数函数 频率特性：频率特性： 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正如果在常用的频段内选取：如果在常用的频段内选取：则在此频段内：则在此频段内：自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正6.7

35、复合校正复合校正 一、一、附加顺馈补偿的复合校正附加顺馈补偿的复合校正如果实现如果实现全补偿全补偿 ，那么，那么可以解出可以解出Gc(s)得得 自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正二、附加干扰补偿的复合校正二、附加干扰补偿的复合校正 全补偿的条件：全补偿的条件：自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正本章小结本章小结 1PID控制规律是工程上常用的校正方法。控制规律是工程上常用的校正方法。超前校正网络可以增大系统的相角裕度，从超前校正网络可以增大系统的相角裕度，从而增大系统稳定性。滞后校正网络可

36、以在保而增大系统稳定性。滞后校正网络可以在保持预期主导极点基本不变的前提下，增大系持预期主导极点基本不变的前提下，增大系统的稳态误差系数，提高系统的精度。超前统的稳态误差系数，提高系统的精度。超前校正会增大系统带宽，而滞后校正会减小系校正会增大系统带宽，而滞后校正会减小系统带宽。统带宽。自动控制原理自动控制原理 第六章第六章 自动控制系统的设计与校正自动控制系统的设计与校正2当当系系统统中中有有噪噪声声时时，系系统统带带宽宽将将会会影影响响到到系系统统的的性性能能，这这种种场场合合采采用用反反馈馈或或复复合合校校正会更好。正会更好。3工工程程上上常常用用的的校校正正方方法法是是二二阶阶、三三阶阶最最优优模模型型综综合合校校正正法法，这这种种方方法法的的突突出出特特点点是是不不需需要要进进行行繁繁琐琐的的作作图图和和计计算算，而而是是根根据据其其最最优优模模型型条条件件求求取取校校正正网网络络的的参参数数，便便于于工工程实现。程实现。