000000000000春000·。鲁鲁 第六章线性系统的校正方法 教师:王晓甜 xtwang@mail.xidian.edu.cn
LOGO 第六章 线性系统的校正方法 教师：王晓甜 xtwang@mail.xidian.edu.cn
000D000D0 Contents 0400000000000带 1.校正的基本概念 2.线性糸统的基本控制规律 3.常用校正装置及其特性 4.串联校正 5.反馈校正 6.复合校正 7.小结 xiwang@mailxidlian,edu.cn
xtwang@mail.xidian.edu.cn Contents 1. 校正的基本概念 2. 线性系统的基本控制规律 3. 常用校正装置及其特性 4. 串联校正 5. 反馈校正 6. 复合校正 7. 小结
回顾第五章 自,0,非4·。。· 1.频率特性的概念 2.奈氏曲线和波特图的画法 3.典型环节的奈氏曲线以及波特图 4.系统开环频率特性曲线的绘制:奈氏,幅频,相频 5.最小相位系统 6.奈奎斯特稳定判据 7.频率稳定裕度:相角裕度,增益裕度 8.闭环频域性能指标 各个概念与系统性能的实际关系 xtwang@mail.xidian.edu.cn
回顾第五章 xtwang@mail.xidian.edu.cn 1. 频率特性的概念 2. 奈氏曲线和波特图的画法 3. 典型环节的奈氏曲线以及波特图 4. 系统开环频率特性曲线的绘制：奈氏，幅频，相频 5. 最小相位系统 6. 奈奎斯特稳定判据 7. 频率稳定裕度：相角裕度，增益裕度 8. 闭环频域性能指标 各个概念与系统性能的实际关系
61概述 ·1熟练掌握串联超前、串联滯后、串联滯后-超前三种校 正的特性及对系统的影响。 ·2掌握基本的校正网络及运算电路。 ·3熟练掌握运用(低、中、高)三频段概念对系统校正前、 后性能进行定性分析、比较的方法。 4熟练掌握串联校正(串联超前、串联滞后)的频率域设计 步骤和方法。 5正确理解反馈校正的特点和作用。能通过传递函数分解 为典型环节的方法,比较说明加入反馈局部校正的作用。 ·6正确理解对控制作用和对干扰作用的两种附加前置校正 的特点、使用条件及其作用,会使用等效系统开环频率特 性分析或用闭环零、极点比较分析来说明前置校正的作用。 7了解其他一些改善系统性能的手段与方法。 xtwang@mail.xidian.edu.cn
6.1 概述 xtwang@mail.xidian.edu.cn • 1.熟练掌握串联超前、串联滞后、串联滞后-超前三种校 正的特性及对系统的影响。 • 2.掌握基本的校正网络及运算电路。 • 3.熟练掌握运用(低、中、高)三频段概念对系统校正前、 后性能进行定性分析、比较的方法。 • 4.熟练掌握串联校正(串联超前、串联滞后)的频率域设计 步骤和方法。 • 5.正确理解反馈校正的特点和作用。能通过传递函数分解 为典型环节的方法，比较说明加入反馈局部校正的作用。 • 6.正确理解对控制作用和对干扰作用的两种附加前置校正 的特点、使用条件及其作用，会使用等效系统开环频率特 性分析或用闭环零、极点比较分析来说明前置校正的作用。 • 7.了解其他一些改善系统性能的手段与方法
61概述 校正的基本概念 在研究系统校正装置时,为了方便,将系统中除了校正装置 以外的部分,包括被控对象及控制器的基本组成部分一起,称为 “原有部分”(亦称固有部分或不可变部分)。因此,控制系统 的校正,就是按给定的原有部分和性能指标,设计校正装置。 串联校正装置 糸统不变部分 G(s) G(s xtwang@r
6.1 概述 xtwang@mail.xidian.edu.cn 校正的基本概念 在研究系统校正装置时, 为了方便, 将系统中除了校正装置 以外的部分, 包括被控对象及控制器的基本组成部分一起, 称为 “原有部分”(亦称固有部分或不可变部分)。 因此, 控制系统 的校正, 就是按给定的原有部分和性能指标, 设计校正装置。 系统不变部分 串联校正装置
61概述 校正到底是做什么事? 使得系统各项性能指标达到 经验许可的范围之内 有哪些常用技术指标 xtwang@mail.xidian.edu.cn
6.1 概述 xtwang@mail.xidian.edu.cn 校正到底是做什么事？ 使得系统各项性能指标达到 经验许可的范围之内 有哪些常用技术指标
61概述 1.时域性能指标 (1)稳态指标 (2)动态性能指标 静态位置误差系数K 上升时间t 静态速度误差系数K 峰值时间t 静态加速度误差系数K 调整时间t 稳态误差e 最大超调量M 振荡次数N xtwang@mail.xidian.edu.cn
6.1 概述 xtwang@mail.xidian.edu.cn 1.时域性能指标 (1) 稳态指标 静态位置误差系数Kp 静态速度误差系数Kv 静态加速度误差系数Ka 稳态误差ess (2) 动态性能指标 上升时间t r 峰值时间tp 调整时间t s 最大超调量Mp 振荡次数N
61概述 2.频域性能指标 (1)开环频域指标 开环穿越频率(rads); 相位裕量 增益裕量Kg° (2)闭环频域指标 闭环截止频率ab与闭环带宽0~0b 诸振频率O; 谐振峰值M-。 xtwang@mail.xidian.edu.cn
6.1 概述 xtwang@mail.xidian.edu.cn 2. 频域性能指标 (1) 开环频域指标 开环穿越频率wc (rad/s) ； 相位裕量 ； 增益裕量Kg。 (2) 闭环频域指标 闭环截止频率wb与闭环带宽0~wb 谐振频率wr ； 谐振峰值 Mr
61概述 要求系统稳定,则系统 时域特性 的全部闭环极点位于复 设计法 平面的左半平面 要求系统快速性,则 闭环极点应远离虚轴 设计方法 根轨迹特性要求系统的超调小且快速 设计法 性好 修改参数使根位于理想区域 频率特性 设计法 xtwang@mail.xidian.edu.cn
6.1 概述 xtwang@mail.xidian.edu.cn 时域特性 设计法 根轨迹特性 设计法 频率特性 设计法 要求系统稳定，则系统 的全部闭环极点位于复 平面的左半平面 要求系统快速性，则 闭环极点应远离虚轴 要求系统的超调小且快速 性好 修改参数使根位于理想区域 设计方法
61概述 低频段—位置较高、斜率较大—稳态精度高 中频段一以20 db/dec穿越0dB线,并占有 定的宽度,增益交接频率不能小于某值, 频率特性 保证系统的调整时间小于某值 设计法 高频段一斜率要大—系统的抗高频干扰能力 强 xtwang@mail.xidian.edu.cn
6.1 概述 xtwang@mail.xidian.edu.cn 频率特性 设计法 低频段—位置较高、斜率较大—稳态精度高 中频段—以20dB/dec穿越0dB线，并占有一 定的宽度，增益交接频率不能小于某值， 保证系统的调整时间小于某值 高频段—斜率要大—系统的抗高频干扰能力 强