第六章 控制系统的校正ppt课件.ppt

第六章 线性系统的校正方法 § 6-1系统的设计和校正问题 § 6-2串联校正 § 6-3反馈校正 § 6-4系统串联校正的理论设计 § 6-5 频率法在校正中的应用 §6-1 系统的设计和校正问题 1、校正 (1)、概念：如果原系统不能满足各项性能指标的要求，为了改善，在系统中引入一些附加装置，以满足要求。该引入的装置即校正装置。 2、校正方法： (1)、串联校正:加在前向通道误差之后，放大环节之前 (3)、前置校正 (4)、干扰校正 3、性能指标 用户用性能指标来表达对控制系统的要求（定性、定量、部分定性+部分定量） 具体：1、时域指标 超调量Mp、调节时间ts、位置误差Kp、速度 误差Kv，加速度误差Ka、阻尼比ζ 2、频域指标 剪切频率ωc、频带宽度ωb、相位裕度γ、幅值裕度Kg、峰值Mr 提出的指标要适当考虑 4、设计步骤 (1)、系统建模（辨识） (2)、根据要求，选择校正装置（能体现校正传递函数的物理装置），可以是机械、电气、气动、液压、混合的，一般电气首选； (3)、做样件（或软件仿真）； (4)、调整参数、修改结构（调试）； (5)、完成 校正的核心：选择合适的校正数学模型 §6-2 串联校正 超前校正 滞后校正 滞后－超前校正 PID调节器（校正器） 1、超前校正 (1)、校正模型 另：机械装置： 2. 校正分析 应用： 讨论： 1.校正前：不稳定系统（一次穿越）；校正后：稳定; 2.中频段：校正前：- 40dB； 校正后：-20dB ; 3.ωc 变宽，快速性提高； * α 1增益有衰减，用串联放大补偿到1，补偿后，原低频段不变。 串联校正基本原理： 利用超前校正网络的相角超前特性来增大系统的相角裕度，以改善系统的动态特性。 2、滞后校正 (1)、校正模型： 另：有源电子模拟装置 (2)、校正分析： 分析： 1.校正前：临界稳定；校正后，相位裕度为γ； 2. ωc 变窄，牺牲快速性； 3.校正后有γ ，可以再提高K，增加精度。 滞后校正基本原理： 利用校正装置的高频幅值衰减特性，使系统剪切频率下降，提高相角稳定裕度。 3、滞后、超前校正 低频段加滞后（精度、平稳性） 中频段加超前（快速性） 滞后超前校正的Bode图： 4、PID调节器（校正器） (1)、PD调节器（比例+微分） (2)、PI调节器（比例+积分） (3)、PID调节器（比例+积分+微分） 具有滞后－超前校正特性 §6-3 反馈校正 1、常见校正量 (1)、被控量：速度、加速度、位移 (2)、电量：电压、电流 (3)、中间变量：由非电量 电量 2、联接方式 3、常用反馈元器件 测速发电机 压电式加速度传感器 电流互感器 5. 反馈校正应用 (1)、利用反馈改变结构和参数 比例反馈包围积分环节 滞后环节 比例环节包围 阶滞后（惯性）环节 阶滞后（T减小） 微分环节包围惯性环节 一阶滞后环节(T增大) 4、微分包围二阶振荡环节 振荡环节（ ζ 增大） 微分环节实际使用中，很难得到，可近似为： (2)、利用反馈校正取代局部结构 §6-4 系统串联校正的理论设计 即：校正装置的选择。 对已有系统进行估算—与用户要求比较——若不行，则校正之 找典型模型： 如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型静态误差； 低、高、中频处理，典型的二阶系统 *以二阶I型为例二阶参数模型 在时域中： 在频域中：谐振峰： § 6-5 频率法在校正中的应用 例：单位负反馈系统， 2、画Bode图： 3、校正：在中频段加超前校正（γ