自动控制原理自动控制系统的校正超前校正.ppt

（8）校验 1.低通滤波器 2.低频高增益 ?减小了稳态误差 3.高频段衰减 ?增益交界频率移 向低频、带宽降低 3、滞后—超前校正装置 折衷的响应特性 （稳态响应和瞬态响应均适当改善） 校正后系统的单位阶跃响应曲线对比 校正后系统的单位速度响应曲线对比 1、超前校正装置 最快的响应 2、滞后校正装置 系统响应最缓慢 但其单位速度响应却得到了明显的改善 超前、滞后、滞后-超前校正的比较 工作机理 超前校正 相位超前效应,附加增益补偿衰减 滞后校正 高频衰减特性 工作效应 超前校正 增大了相位裕量和带宽 缩短瞬态晌应时间 系统对噪声更加敏感 滞后校正 改善稳态精度 带宽减小 滞后超前校正 快速响应 良好稳态精度 超前校正 有可能提供更高的增益交界频率 较大的带宽、调整时间的减小。 主要用于增大的稳定裕量 补偿超前校正网络本身的衰减 附加的增益增量； 超前校正比滞后校正需要更大的增益； 系统的体积和重量越大，成本越高。 !!系统若需具有快速响应特性，应采用超前校正。但是,若存在噪声，则带宽不能过大，因为随着高频增益的增大，系统对噪声更加敏感。 降低了高频段的增益，未降低低频段的增益 系统的总增益增大，低频增益增加； 从而提高稳态精度。 带宽减小 较低的响应速度； 衰减任何高频噪声。 ！！虽然应用超前、滞后和滞后—超前校正装置可完成大多数系统的校正任务，但对复杂的系统，采用由这些校正装置组成的简单校正，可能仍得不到满意的结果。此时，必须采用其它形式的校正装置。 滞后校正 6.4 串联校正装置的根轨迹法设计 超前校正 当未校正系统的主导共轭极点离虚轴很近时，系统的阻尼比较小，稳定程度差。 滞后校正 系统的动态性能指标满足要求、而稳态性能达不到预定指标时。 控制系统的稳态性能和动态性能都达不到指标要求时。 滞后－超前校正 ! 试探方法 (通过重新配置零、极点，使闭环系 统根轨迹满足性能指标的要求。) 超前校正 设单位反馈系统的开环传递函数为 试设计串联校正装置，满足下列性能指标： 最大超调量Mp=16%，调整时间ts=2s (1）根据性能指标，确定闭环主导极点sd Mp=16% ? （2）绘制未校正系统根轨迹图 依靠调整增益是不能使根轨迹通过sd，拟采用超前校正装置。 ?如果不能，则应该采用何种校正装置。 ?仅调整增益，能否使根轨迹通过希望主导极点sd。 (3) 计算超前校正装置应提供的超前角。 根据幅角条件 校正根轨迹通过希望主导极点 (4) 超前校正装置的零点zc和极点pc的位置，得到超 前校正装置传递函数。 求zc和pc可采用试探法和图解法 主导极点位置sd和超前角Φ * 自动控制原理 第六章 自动控制系统的校正 第六章 自动控制系统的校正 6.1 控制系统校正的基本概念 6.2 常用校正装置及其特性 6.3 自动控制系统频率法校正 6.4 串联校正装置的根轨迹法设计 6.5 串联校正装置的期望对数频率特性设计 法 6.6 并联校正装置的设计 6.7 PID控制 闭环系统的组成 执行元件：受被控对象的功率要求和所需能源形式、工作 条件限制。伺服电动机、液压/气动伺服马达等； 测量元件：依赖于被控制量的形式。电位器、热电偶、测 速发电机以及各类传感器等； 给定元件及比较元件：取决于输入信号和反馈信号的形式 电位计、旋转变压器、机械式差动装置等等； 放大元件：由所要求的控制精度和驱动执行元件的要求进 行配置，有些情形下甚至需要几个放大器。电压放大器（或电流放大器）、功率放大器等等，放大元件的增益通常 要求可调。 各类控制元件： 系统的性能指标、成本、尺寸、质量、环境适应性、易维护性 6.1 控制系统校正的基本概念 控制系统 不可变部分 执行机构 功率放大器 检测装置 可变部分 放大器、校正装置 迫使系统满足给定的性能 (设计系统) ? 调整增益? 相角裕量?增加 稳态误差增加 !!大多数情况下，只调整增益不能使系统的性能得到充分地改变，以满足给定的性能指标。 L(?) ? ? ?(?) 0 0 180o ?1 ?=0 G(s) G(s)/K ?c1 ?c 控制系统的设计任务：