《自动控制原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）总结与复习（频率响应综合法、状态空间方法——现代控制理论、离散控制系统、非线性控制系统）

自动控制原理2 总结与复习

总结与复习 自动控制原理2

第六章频率响应综合法 系统综合: 根据系统已知部分的特性,确定校正方式和 校正装置,使系统的整体特性符合要求 综合的核心是设计校正装置。 校正方式: 串联(重点)、反馈、前馈、复合。 频域综合:设计校正装置,使开环频率特性曲 线(主要是幅频特性的Boe图)满足要求

第六章 频率响应综合法 系统综合： 根据系统已知部分的特性，确定校正方式和 校正装置，使系统的整体特性符合要求。 综合的核心是设计校正装置。 校正方式： 串联（重点）、反馈、前馈、复合。 频域综合：设计校正装置，使开环频率特性曲 线（主要是幅频特性的Bode图）满足要求

开环对数幅频特性与闭环系统性能 .20dB/dec 低频段决定 40dB/dec 稳态性能 40dB/dec 低频段决定开环系统的积分环节数和开环放大系数 决定稳态误差

低频段决定 稳态性能 L(ω) -40dB/dec -40dB/dec ωc -20dB/dec 开环对数幅频特性与闭环系统性能 低频段决定开环系统的积分环节数和开环放大系数 决定稳态误差

中频段决定暂态性能:保证稳定裕量和恰当 的截止频率 L(o) -20dB/dec 中频宽 h 最小相位系统较理想 的中频段 40dB/dec .20d B/decl 0 -40dB/dec 稳定裕量↑→平稳性↑; 截止频率(幅穿频率)↑→快速性↑,但抗高频干 扰能力

中频段决定暂态性能：保证稳定裕量和恰当 的截止频率 L(ω) -40dB/dec -40dB/dec -20dB/dec ω2 ωc ω3 -20dB/dec h 中频宽 稳定裕量↑ 平稳性↑； 截止频率（幅穿频率）↑  快速性↑，但抗高频干 扰能力↓ 最小相位系统较理想 的中频段

高频段决定系统抑制高频噪声的能力 -20dB/dec -40dB/dec 20dB/decl 2 40dB/dec 高频段 高频段衰减越快,抗高频噪声能力越强;但会使 稳定裕量和截止频率减小,平稳性和快速性下降

高频段决定系统抑制高频噪声的能力 高频段 高频段衰减越快，抗高频噪声能力越强；但会使 稳定裕量和截止频率减小，平稳性和快速性下降。 L(ω) -40dB/dec -40dB/dec -20dB/dec ω2 ωc ω3 h -20dB/dec

串联校正的两种常用思路 1.根据性能要求确定希望的开环频率特性的 Bode图,再由Bode图求开环传递函数, 最后得到校正装置的传递函数。 2.限定校正装置为简单结构,通过改变其参 数来获得尽可能好的开环频率特性。 思路2的常用校正方式: 超前校正,迟后校正,迟后超前校正

串联校正的两种常用思路 1. 根据性能要求确定希望的开环频率特性的 Bode图，再由Bode图求开环传递函数， 最后得到校正装置的传递函数。 2. 限定校正装置为简单结构，通过改变其参 数来获得尽可能好的开环频率特性。 思路2的常用校正方式： 超前校正，迟后校正，迟后超前校正

R(S E(S) YO 超前校正:G(S)= T+1 a>I Ts+l BTs+1 迟后校正:GS=+/,B1,T1>T 迟后环节超前环节

超前校正： , 1 Ts 1 Ts 1 G ( s ) c       G (s) c G(s) - R(s) E(s) Y(s) 迟后校正： , 1 Ts 1 Ts 1 G (s) c       迟后超前校正： i d d d i i c , 1, 1 , T T T s 1 T s 1 T s 1 T s 1 G ( s )                迟后环节 超前环节

超前校正 L(O 计算公式 20dB/dec figa ko iga -1 =arcsin a+1 江T 或a 1+sin pp, n P(o) (Om)=tolga T√a 0l 作用:利用相角超前特性增大相角裕量,利用正斜率 幅频特性增大截止频率,从而改善暂态性能。 两种校正思路:按相角裕量,或按提升幅值以增大ω

0 T 1  m 20dB / dec L( ) 20 lg 0°  m 10 lg αT 1 T 1 ( )  m αT 1 超前校正 作用：利用相角超前特性增大相角裕量，利用正斜率 幅频特性增大截止频率，从而改善暂态性能。         T 1 ω L (ω ) 10 lg 1 sin 1 sin 1 1 arcsin m c m m m m         或 计算公式： 两种校正思路：按相角裕量，或按提升幅值以增大ωc

校正思路1: Bode Diagram (a) 10lg a 先试选a2(=On Lo(OJ 由要求的y确定pn 10再计算a= 1+ sin o 然后校验a2和y stn pm 038 P (a n 225 注意:O≠试选值, P(o) 确定qn应留余地 -270 10 10 10 Frequency (rad/sec)

校正思路1： c co 10 lg L ( )  o c L( ) c  L ( ) o  ( ) o  ( ) c  m 0°  m  再计算 ， 由要求的 确定 先试选 （ ） m m m c m 1 sin 1 sin            然后校验 和 c 确定 应留余地 注意： 试选值， m c   

校正思路2: Bode Diagram olga 00E 先试选a(=n) L(2) 令10la=-L2(a2) 10再校验γ,满意后计算T 038 P (a n 225 优点:O。=试选值, P(o) 只须校验y -270 10 10 10 Frequency (rad/sec)

校正思路2： c co 10 lg L ( )  o c L ( ) c  L ( ) o  ( ) o  ( ) c  m 0°  m  10 lg L ( ) o c c m        令 先试选 （ ） 再校验 ，满意后计算 T   只须校验 优点： c  试选值