第七章控制系统的综合和校正资料重点
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这一附加的部分称为校正元件 或校正装置，通常是一些无源或有 源微积分电路，以及速度、加速度 传感器等。
校正装置在系统中的联结方式： 顺馈校正 干扰补偿 串联校正 并联校正
顺馈校正 Gr s
Xi s ×Es ×
-
补偿器放在 系统回路之外
Gs Xos
E(
s)
1
GsGr s 1 Gs
X
i
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不影响特征方程，只补偿由于 输入造成的稳态误差。
e2 t
et xor t xo t
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t
重视大误差， 忽略小误差
I e2 tdt
性能最优系统就
是使t I 取极小的
系统
系统的性能指标要根据它所要 完成的具体任务而提出；应有 所侧重；
性能指标的提出要有根据，不 能脱离实际；
几个性能指标会互相矛盾，要 折衷考虑并加以校正。
系统的校正概述
所谓校正（或称补偿）就是给 系统附加一些具有某种典型环节特 性的电网络，运算部件或测量装置 等，靠这些装置的配置来有效地改 善整个系统的控制性能。
1 1
X i s
R1 R2 C2
Xo s
G
j
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1 s T1s
1 1
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1 1
L 1
11
1
滞后网络 超前网络
0 T1
1 2
T2
20
20
90
0 90
实际上，简单RC网络放大倍数 不可能大于1，并常因负载效应 的影响而削弱了校正的作用，或 使网络参数难以选择，故目前在 实际控制系统中，多采用以运算 放大器组成的有源校正部件，参 看教材226页，表7-1。
则：G j s
Ts 1
Ts 1
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T
T
20
2、滞后校正的作用
X i s×
-
Ts 1
THale Waihona Puke Baidu 1
滞对滞后于后校高校正精正并度不不、改是而变利用 快统恒相 统 衰 校 低稳相角 稳 正减速采温频态反G滞 定 后作s性用控段精， 用后 ， ，要滞制的度还使作而截求后等允特无X系用是止o不校。许性破统来利频s高正适，坏稳使用率的。当故作定原幅前系如提的对用系值移，，。
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1
T
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m
m
2、超前校正的作用 超由前于校正相正移一的般作不用改，变使
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-
低 提T截升Tss频高止，11特稳频具率有态性G附较精，s近大度所 的 的，以相 相若一位 位X想般o明 裕s进不显 量 上 ，能一
L
20 40
步既提改高善了开原环系增统益的，稳使定低性，频 2段 将0又获lg上有提得K移所g高足了够下，系的降则统快，系的 速还统截 性会的。止降平频低稳率，系性
I 值最小的K值
该系统为一阶系统，无超调
当xi t 1时，
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1
1
Gs
Xi s
1 1 K
1 s
s
1 K
s
I lim Es lim 1 1
s0
s0 s K K
可见，K越大，I越小。
2、误差平方积分性能指标（适用于 xi t 1，
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有超调情况）
xor t xo t
当干扰直接可测量时
干扰补偿
X
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G1s
N s × G2 s
X o s
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1
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不影响特征方程，只补偿由于 干扰造成的稳态误差。
串联校正
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控制器 × 对象
X o s
在系统主反馈回路内采用的 校正方法，校正装置串联在系统 的前向通道中。
第七章 控制系统的 综合与校正
——用频率响应法 对单输入-单输出、线性定常系统
进行设计和校正
性能分析——一个系统，元部件 参数已定，分析它能达到什么指 标，能否满足所要求的各项性能 指标；
综合与校正——若系统不能全面 地满足所要求的性能指标，就要 考虑对原系统增加些必要的元件 或环节，使系统能够全面地满足 所要求的性能指标。
2
稳态指标
ess
K
K
p v
K a
二、频域性能指标 1、开环频域指标：
c开环截止频率 相位裕度
K g增益裕度
2、闭环频域指标
Amax
A0 0.707A0
0
M r b
r谐振频率
Mr
Amax
A0
相对谐振峰值
M复现频率(复现带宽）
b闭环截止频率闭环带宽
当系统为单位反馈系统时，
A0 1，表明系统为I型或高于I型； A0 1，说明系统是0型系统。
C
〈K〈1）常常限制了R1它 C的s 实
X i s
R1 R2
Xo s际 大 （应 器参用 组见， 成表R常 的71R-1用 有2R）2的源 R是超1R由前2RR12运校CsR算正1C1放s 1
令：R1C T，
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2
统1抗1高频干扰的能力。
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60
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滞后校正
1、滞后网络
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以 高牺开牲环快增速益性进换一取步稳定改
20
性 善。稳态精度。
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滞后-超前校正
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1
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1、滞后-超前网络
C1
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三、综合性能指标（误差准则）
1、误差积分性能指标（适用于xi t 1，无
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超调情况）
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例7-1 Xi s Es K
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试确定能使
并联校正（反馈校正） N s
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在系统主反馈回路内采用的 校正方法，在系统中增加某些局 部反馈环节。
串联校正
超前校正 滞后校正 滞后-超前校正 PID调节器
超前校正
1、超前网络
可 但G设负j 置载s这在效XX种两应oi 简ss级和 单放增R的大益2 超器损RR前之失21 网C间（11s络，0
主要内容
7.1 系统的性能指标 7.2 系统的校正概述 7.3 串联校正 7.4 反馈校正 7.5 频率法对控制系统进行综合与校正 7.6 本章小结
系统的性能指标
分类： 一、时域性能指标 二、频域性能指标 三、综合性能指标
一、时域性能指标
根据系统在典型输入下输出 响应的某些特点统一规定的。
1 瞬态指标 t r t p ts M p
校正装置在系统中的联结方式： 顺馈校正 干扰补偿 串联校正 并联校正
顺馈校正 Gr s
Xi s ×Es ×
-
补偿器放在 系统回路之外
Gs Xos
E(
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1
GsGr s 1 Gs
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不影响特征方程，只补偿由于 输入造成的稳态误差。
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重视大误差， 忽略小误差
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性能最优系统就
是使t I 取极小的
系统
系统的性能指标要根据它所要 完成的具体任务而提出；应有 所侧重；
性能指标的提出要有根据，不 能脱离实际；
几个性能指标会互相矛盾，要 折衷考虑并加以校正。
系统的校正概述
所谓校正（或称补偿）就是给 系统附加一些具有某种典型环节特 性的电网络，运算部件或测量装置 等，靠这些装置的配置来有效地改 善整个系统的控制性能。
1 1
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滞后网络 超前网络
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实际上，简单RC网络放大倍数 不可能大于1，并常因负载效应 的影响而削弱了校正的作用，或 使网络参数难以选择，故目前在 实际控制系统中，多采用以运算 放大器组成的有源校正部件，参 看教材226页，表7-1。
则：G j s
Ts 1
Ts 1
0 0
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T
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2、滞后校正的作用
X i s×
-
Ts 1
THale Waihona Puke Baidu 1
滞对滞后于后校高校正精正并度不不、改是而变利用 快统恒相 统 衰 校 低稳相角 稳 正减速采温频态反G滞 定 后作s性用控段精， 用后 ， ，要滞制的度还使作而截求后等允特无X系用是止o不校。许性破统来利频s高正适，坏稳使用率的。当故作定原幅前系如提的对用系值移，，。
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2、超前校正的作用 超由前于校正相正移一的般作不用改，变使
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20 40
步既提改高善了开原环系增统益的，稳使定低性，频 2段 将0又获lg上有提得K移所g高足了够下，系的降则统快，系的 速还统截 性会的。止降平频低稳率，系性
I 值最小的K值
该系统为一阶系统，无超调
当xi t 1时，
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1 1 K
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可见，K越大，I越小。
2、误差平方积分性能指标（适用于 xi t 1，
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在系统主反馈回路内采用的 校正方法，校正装置串联在系统 的前向通道中。
第七章 控制系统的 综合与校正
——用频率响应法 对单输入-单输出、线性定常系统
进行设计和校正
性能分析——一个系统，元部件 参数已定，分析它能达到什么指 标，能否满足所要求的各项性能 指标；
综合与校正——若系统不能全面 地满足所要求的性能指标，就要 考虑对原系统增加些必要的元件 或环节，使系统能够全面地满足 所要求的性能指标。
2
稳态指标
ess
K
K
p v
K a
二、频域性能指标 1、开环频域指标：
c开环截止频率 相位裕度
K g增益裕度
2、闭环频域指标
Amax
A0 0.707A0
0
M r b
r谐振频率
Mr
Amax
A0
相对谐振峰值
M复现频率(复现带宽）
b闭环截止频率闭环带宽
当系统为单位反馈系统时，
A0 1，表明系统为I型或高于I型； A0 1，说明系统是0型系统。
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滞后校正
1、滞后网络
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三、综合性能指标（误差准则）
1、误差积分性能指标（适用于xi t 1，无
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超调情况）
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并联校正（反馈校正） N s
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在系统主反馈回路内采用的 校正方法，在系统中增加某些局 部反馈环节。
串联校正
超前校正 滞后校正 滞后-超前校正 PID调节器
超前校正
1、超前网络
可 但G设负j 置载s这在效XX种两应oi 简ss级和 单放增R的大益2 超器损RR前之失21 网C间（11s络，0
主要内容
7.1 系统的性能指标 7.2 系统的校正概述 7.3 串联校正 7.4 反馈校正 7.5 频率法对控制系统进行综合与校正 7.6 本章小结
系统的性能指标
分类： 一、时域性能指标 二、频域性能指标 三、综合性能指标
一、时域性能指标
根据系统在典型输入下输出 响应的某些特点统一规定的。
1 瞬态指标 t r t p ts M p