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第6章控制系统校正

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Contents

6.1控制系统设计指标

6.2控制系统校正方法

6.3基于根轨迹的校正

6.4基于频域分析法系统校正

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6.1控制系统设计指标

当控制系统的性能指标达不到要求时，需要进行系统的

校正，校正属于设计环节。

一般来说，系统的校正是根据系统期望的性能指标，定

性分析、定量计算系统需要的特性，依据分析及计算结

果确定系统的校正方法，设计相应的校正装置类型与参

数。通过校正改变系统性能，从而使系统满足期望的性

能指标。

系统的校正是一个反复试验各种参数的过程，需要相当

的经验的积累，并需要进行大量的计算。

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6.1.1控制系统设计指标

控制系统的性能指标主要有两种形式：

时域性能指标是描述系统输出信号随时间变化的一些特

征参数，包括动态性能指标和稳态性能指标。

频域性能指标是通过系统的开环和闭环频率特性的特征

量间接地表征系统的性能。包括：开环频率特性中的幅值

裕度、相角裕度；闭环频率特性中的谐振峰值、频带宽度

和谐振频率等。

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6.1.2控制系统的时域指标

动态性能指标主要是指调节时间和超调量。此

外还有延迟时间，上升时间，峰值时间等。通

常采用调节时间和超调量来描述系统的动态性

能指标。控制系统的时域指标包括静态性能指

标和动态性能指标。

静态性能指标指系统在典型输入（单位阶跃输

入，单位斜坡输入，单位加速度输入）作用下

的稳态误差，包括扰动引起的误差。

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6.1.3控制系统的频域指标

频域性能指标包括开环频域指标和闭环频域指

标。

开环频域指标

开环频域指标主要包括截止频率，相角裕度和

幅值裕度。

o

180G(j)H(j)

cc

h20lgG(j)H(j)

xx

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6.1.3控制系统的频域指标

闭环频域指标

闭环频域指标主要包括频带宽度，谐振峰值。

带宽频率指当闭环幅频特性下降到频率为零时

的分贝值以下3分贝时，对应的频率.

谐振峰值是指幅频特性的最大值，此时的频率

称为谐振频率，记为，谐振峰值反映了系统的

平稳性。