控制理论第六章.ppt

第六章 控制系统的综合与校正 §6.2 串联校正装置的形式及其特性 相位滞后－超前校正装置 1.传递函数 2.伯德图 由图可见， 由0增至 的频带中，此网络有滞 后的相角特性， 由 增至 的频带内，此 网络有超前的相角特 性，在 处，相 角为零。 第六章 控制系统的综合与校正 §6.2 串联校正装置的形式及其特性 相位滞后－超前校正装置 3.滞后－超前校正装置的作用 单纯采用超前或滞后校正均只能改善系统瞬态或稳态一个方面的性 能。若未校正系统不稳定，且对校正后系统的稳态和瞬态都有较高要求 时，宜采用滞后-超前校正装置，利用校正网络中的超前部分改善系统瞬 态性能，而利用校正网络的滞后部分提高系统稳态精度。 4.超前校正装置的网络实现 无源滞后-超前网络 有源滞后-超前网络 第六章 控制系统的综合与校正 §6.3 用频率特性法确定串联校正装置 串联相位滞后－超前校正装置的确定 设计滞后-超前校正装置，更多的是按期望特性法设计，下面以例说明其设计步骤。 例6-3 设未校正系统原有部分的开环传递函数 为 ，试设计串联校正装 置，使系统满足下列性能指标： ， ， 。 第六章 控制系统的综合与校正 §6.3 用频率特性法确定串联校正装置 图6-13 例6-3系统的伯德图 6 20lgk 第六章 控制系统的综合与校正 §6.3 用频率特性法确定串联校正装置 3) 减去 ，就得到串联校正装置的对数幅频特性。 由 ，得 ；由图知： 4) 确定 值：期望特性在 处的增益为 未校正系统在 处的增益为 所以，校正装置在 处的增益为 ，即 得 因此，串联滞后-超前校正装置的传递函数为 第六章 控制系统的综合与校正 §6.3 用频率特性法确定串联校正装置 5) 校正后系统的开环传递函数为 校验系统相角裕度 采用串联滞后-超前校正装置，能使校正后系统满足全部性能指标的要求。 第六章 控制系统的综合与校正 §6.2 串联校正装置的形式及其特性 PID调节器 在工业设备中，经常采用电子元件构成的组合型校正装置。由比 例(P-Proportional)单元，微分(D- Derivative)单元及积分(I-Integral)单元 构成，这三种单元可灵活组成PD(比例微分)，PI(比例积分)及PID(比例 积分微分)三种调节器(或称校正器)。 1.PD调节器 传递函数为 相当于超前校正 2.PI调节器 传递函数为 相当于滞后校正， 但静态增益为无穷大，静态误差为零 3.PID调节器 传递函数为 相当于滞后-超前校正 第六章 控制系统的综合与校正 P作用 第六章 控制系统的综合与校正 I作用 第六章 控制系统的综合与校正 PI 第六章 控制系统的综合与校正 PD 第六章 控制系统的综合与校正 PID 第六章 控制系统的综合与校正 PID 整定口诀 参数整定找最佳， 从小到大顺序查。先是比例后积分， 最后再把微分加。曲线振荡很频繁， 比例度盘要放大。曲线漂浮绕大弯， 比例度盘往小扳。曲线偏离回复慢， 积分时间往下降。曲线波动周期长， 积分时间再加长。曲线振荡频率快， 先把微分降下来。动差大来波动慢， 微分时间应加长。理想曲线两个波， 前高后低四比一。一看二调多分析， 调节质量不会低。 第六章 控制系统的综合与校正 6-3 图6-24中，实线分别为两