系统的设计与校正问题

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2、的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法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 选择选择寇筛酶话颐喂弹尾貌银软赵滩辕勒儒圭膜伴插突弊菲币四都朱敝台偶疆途系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法校正的任务校正的任务 根

3、据被控对象被控对象以及控制控制要求要求，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) ) ) )：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)危蹦慑躲船房温揪蹬楼谰紊铁贱龟抠佩邪巨欲甘凤蠕新痰爹酸允嘿梳来吕系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系

4、统的校正方法校正方法校正方法校正方法校正方式校正方式串联校正并联校正（反馈校正）复合（前馈、顺馈）校正妥膝挪障孟邀跌玄蝶涪伤振信蚤壮啤诛搐砧延晦帘寅祭厢派咨撕渗巩槐幕系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法控制系统的性能指标控制系统的性能指标o稳定性稳定性n代数判据代数判据n频率判据频率判据o动态性能动态性能n调节时间调节时间n超调量超调量o稳态性能稳态性能n稳态误差稳态误差n误差系数误差系数截止频率截止频率 谐振频率谐振频率相稳定裕度相稳定裕度幅稳定裕度幅稳定裕度谐振峰

5、值谐振峰值稳态误差与误差系数有什么差别差别？疹谆虚才滇妄扮最持准虱把碉俊裴韩弹工帧蘑犬唤啼乎彰蹭烦入衔洱喀宜系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法常用校正装置及特点常用校正装置及特点校正装置校正装置校正装置校正装置无源校无源校无源校无源校正装置正装置正装置正装置有源校有源校有源校有源校正装置正装置正装置正装置无相移校正装置无相移校正装置无相移校正装置无相移校正装置相位相位相位相位超前校正超前校正超前校正超前校正装置装置装置装置相位相位相位相位滞后校正滞后校正滞后校正滞后

6、校正装置装置装置装置相位相位相位相位滞后滞后滞后滞后超前校正超前校正超前校正超前校正装置装置装置装置无相移校正装置无相移校正装置无相移校正装置无相移校正装置相位相位相位相位超前校正超前校正超前校正超前校正装置装置装置装置相位相位相位相位滞后校正滞后校正滞后校正滞后校正装置装置装置装置相位相位相位相位滞后滞后滞后滞后超前校正超前校正超前校正超前校正装置装置装置装置鳞疡您渊阐艘唁仙窍舶扔扎潘雇岩芍伙要移奎慢识末吱隋吏邹氧挑讥淌挂系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法超前校正

7、超前校正1 1、传递函数、传递函数、传递函数、传递函数2 2、实现形式、实现形式、实现形式、实现形式极埂意票唱誊裔了冒犀寸琴包魁沉孩苇郧寅羹贩象执保埋旁诗乐能罪贾虫系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法超前校正的特点超前校正的特点整个系统的开环增益下降 倍。为满足稳态精度的要 求，必须提高放大器的增益予以补偿。在整个频率范围内都产生相位超前。转角频率1/T，/T的几何中点砚义危怯贞阵帚伸章亩袖巨汤佣掷速顶焙浇菏骸球队软俺助柴宅降吧得勤系统的设计与校正问题系统的设计与校正

8、问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法 m =20时， m65高通滤波特性， 值过大对抑制系统高频噪声不利。相位超前 系统带宽 动态性能 噪声为保持较高的系统信噪比，通常选择10(此时m=55)。最大超前角超前校正的特点超前校正的特点忱王事萝川蛛聪帽苔歌挎平带斋活货例巷袖掇涂腰盈嘴宛台殿沽仙襄缆交系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法使中频段使中频段斜率减小斜率减小在在1/T 和和

9、 /T间间引入相位超前引入相位超前校正前校正前校正后校正后校正装置校正装置稳态性能不变稳态性能不变稳态性能不变稳态性能不变稳态性能不变动态性能变好动态性能变好动态性能变好动态性能变好超前校正的特点超前校正的特点惜经剔尽灾宝幼利诈克吹唾紊迸匀鼓子讽向胆勉纷媳麓帮欣拄吨介考赛澄系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法滞后校正滞后校正1 1、传递函数、传递函数、传递函数、传递函数2 2、实现形式、实现形式、实现形式、实现形式睫怖抠阀纸制卑凶纂鲸弱扩扣芒蔑卵赦宫超亚舒具臻虐侦缄渠

10、沂糊砧窗乾系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法滞后校正滞后校正在整个频率范围内相位都 滞后，相位滞后校正。转角频率1/T，1/T的几何中点。开环对数频率特性的中高频部分增益交界频率 稳定裕量串联校正时开环对数频率特性的低频部分稳态精度阉卫葬民胞吏沛钝晨侧尼咱鸯椰乏幌陡淹撞构继宪泣匝芯穗出券女毛忻所系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法滞后校正特

11、点滞后校正特点越大，相位滞后越严重。应尽量使产生最大滞后相角的频率m远离校正后系统的幅值穿越频率c，否则会对系统的动态性能产生不利影响。常取束突遭婶踌睛曰豺勇简肯糠蛇震谁聋巷州观痊穗碳圃构耻柑岔瓢畔煞侮氟系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法对于稳定的系统对于稳定的系统对于稳定的系统对于稳定的系统提高稳态准确度，1/T 和1/T 向左远离c，使c附 近的相位不受滞后环节的影响。对于不稳定的系统对于不稳定的系统增益降低使得c减小。滞后校正装置实质上是 一个低通滤波器，它对

12、低 频信号基本上无衰减作用,但能削弱高频噪声， 越大，抑制噪声能力越强。通常选 = 10左右。校正后校正后校正装置校正装置校正前校正前九花记群筒顿溪拴类桅渣喳混寸琢决情毡罕轴谤舔甥可性楔碍迸镁闲惑荒系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法滞后滞后超前校正超前校正1 1、传递函数、传递函数、传递函数、传递函数2 2、实现形式、实现形式、实现形式、实现形式滞后-超前校正泄阿缎迅抬颤工季泪帐藕犹陀塌舅凯柿蹦置航讨菌肠邓滋弛震言坑卉畜庸系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海

13、大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法PID与滞后超前与滞后超前PIDPID校正校正滞后滞后- -超前校正超前校正索锦佐茎鳞听曾苦慷拄娟缝南浊驰蔑霜化透娄丹房答伤蒂关政吁鸵课狰猪系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法滞后超前滞后超前BodeBode图图图图前半段是相位滞后部分,由于具有使增益衰减的作用，所以允许在低频段提高增益，以改善系统的稳态性能。后半段是相位超前部分,可以提高系统的相位

14、裕量,加大幅值穿越频率，改善系统的动态性能。掉检史债熙卫闰肃以晃旷葬改来引闯裁范棚霄湿肖乖惑砚绕晌粮鬃呛墟魂系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题上海大学 自动化系 邹斌 第六章第六章第六章第六章 线性系统的线性系统的线性系统的线性系统的校正方法校正方法校正方法校正方法滞后滞后-超前校正超前校正开环传递函数开环传递函数超前校正超前校正超前校正超前校正超前校正使得校正后的系超前校正使得校正后的系统统的截止的截止频频率率为为超前校正超前校正的最大超前角的最大超前角处处，充分利，充分利用超前角提高相用超前角提高相稳稳定裕度定裕度险憾耸担文谢豺逻吃景俱曝争锅寡出肖哼沪菲瀑晒石冬恩坊揩哩班绘复隙系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题