自动控制原理控制系统的校正6-1

第14讲

控制系统的校正

系统的设计与校正问题

常用校正装置及其特性

串联校正

1

第六章 控制系统的校正

Design and Compensation Techniques

前面几章讨论了分析控制系统性能的几种基本方法。掌握了这些基本方法，就可以对控制系统进行定性分析和定量计算。

本章讨论另一命题，即如何根据系统预先给定的性能指标，去设计一个能满足性能要求的控制系统。

一个控制系统可视为由控制器和被控对象两大部分组成。当被控对象确定后，对控制系统的设计，实际上就归结为对控制器的设计，这项工作称为：对控制系统的校正。

反馈

反馈补偿

补偿元件

在设计过程中，既要有理论知识，也要重视实践经验，往往：就是在系统中加入一些其参数可根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的

C )

(s )(s G o )

(s G c −

前馈校正（对扰动的补偿）

-+

N(s)

C(s)

图3-26 按扰动补偿的复合控制系统

)

(2s G )

)

型别、静态误差系数等

超调、调整时间等

增益穿越频率、幅值裕度和相位裕度

开环频率、谐振峰值、谐振频率

目前，工业技术界多习惯采用频率法，对系统进行分析和设

21ξ

−1)21(212

22

+−+−ξξ2

4214(ξξ−+2

42142ξξξ−+%

100

8

.11)

1≤≤−r M 8

.11)1(2

≤≤−r r M M

既能以所需要的精度跟踪输入信号，又具有比较好的抑制噪声能力。在控制系统的实际运行中，输入信号一般是低频信号，噪声信号一般是高频信号。6.1.2系统带宽的选择

频带宽度是系统的一项重要指标。如果输入信号的带宽为M

ω~0则

M

b ωω)10~5(=请看系统带宽的选择的示意图

选择要求：

ω

b

ωω

n

ω)

(ωj N 噪声

输入信号

-

)

(s R )

(s E )

(s C )

1(s K p τ+(a)P控制器

(b) PD控制器

(6-2)

提高系统开环增益，减小系统稳态误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

的开环零点，1

−

与其输入信号的积分成比例。

消失后，输出信号)

(t m (c)I控制器在串联校正中，采用I控制器可以提高系统的型别（无 但积分控制增加了一个位于原点的开环极点，使信号

同时与其输入信号及输入信号的积分成比例。

在串联校正中，PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的极点和开环零点。开环极点，提高系统的类型，减小稳态误差；开环零点，提高系统的阻尼程度，缓和PI对系统产生

(6-5))

1s

s T i ++(6-6)

)

41τ

−+

一个

极点

增加一个极点，提高型别，改善稳态性能两个负实零点，动态性能比P I更具优越性

提高)

改善)