自動(dòng)控制原理（第2版） 第6章 控制系統(tǒng)的校正(3)

自動(dòng)控制原理 大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院 六章 控制系統(tǒng)的校正 連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院 自動(dòng)控制原理 反 饋 校 正 改善控制系統(tǒng)的性能。除了采用串聯(lián)校正方案外，反饋校正也是被廣泛采用的校正形式之一。 常見(jiàn)的有被控量的速度、加速度反饋；執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出及其速度的反饋；復(fù)雜對(duì)象的中間變量反饋等。 大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院 自動(dòng)控制原理 控制系統(tǒng) 采用反饋校正后 ， 除了能收到與串聯(lián)校正具有同樣的校正效果外，還能消除系統(tǒng)不可變部分中為反饋所包圍部分的參數(shù)波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)控制性能的影響。 基于這個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)所設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)隨著工作條件的改變，其中一些參數(shù)可能變動(dòng)的幅度較大，而且如果在系統(tǒng)中能夠取出適當(dāng)?shù)姆答佇盘?hào)，從而有條件采用反饋校正時(shí)， 一般來(lái)說(shuō)，在系統(tǒng)中采用反饋校正是恰當(dāng)?shù)摹?從控制的觀點(diǎn)來(lái)看，反饋校正能等效地改變被包圍環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，甚至在一定條件下能完全取代被包圍環(huán)節(jié)，從而可以大大減弱這部分環(huán)節(jié)由于特性參數(shù)變化及各種干擾給系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響。下面分別加以說(shuō)明。 大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院 自動(dòng)控制原理 利用反饋校正改變局部結(jié)構(gòu)和參數(shù) 1. 用比例反饋 (圍積分環(huán)節(jié) 111)()()(將降低系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度 (由 型系統(tǒng) )，但有可能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性 (原純積分環(huán)節(jié)為臨界穩(wěn)定，現(xiàn)在變?yōu)榉€(wěn)定 )。 大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院 自動(dòng)控制原理 2. 用比例反饋包圍慣性環(huán)節(jié) 111111)()()(統(tǒng)仍為一慣性環(huán)節(jié)，但時(shí)間常數(shù)變小了，系統(tǒng)的快速性變好。 大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院 自動(dòng)控制原理 3. 用微分反饋 (圍慣性環(huán)節(jié) 1)(111)(時(shí)間常數(shù)變大了 ,反饋系統(tǒng)間常數(shù)越大。 在工程實(shí)際中，可以利用上述辦法，使原系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)拉開(kāi)，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平穩(wěn)性。 大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院 自動(dòng)控制原理 4. 用微分反饋包圍二階振蕩環(huán)節(jié) 1)2()( 22果仍為二階振蕩環(huán)節(jié)，但阻尼卻比未校正前有顯著提高，從而有效地減弱了小阻尼環(huán)節(jié)的不利影響。 大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院 自動(dòng)控制原理 微分反饋是將被包圍環(huán)節(jié)輸出量經(jīng)過(guò)微分后反饋至輸入端。習(xí)慣上把輸出量看成是位置信號(hào)，經(jīng)過(guò)一次微分后，位置信號(hào)變成了速度信號(hào)，因此微分反饋又稱速度反饋。速度反饋在隨動(dòng)系統(tǒng)中使用得極為廣泛，加入速度反饋后，可以在具有較高的快速性的同時(shí)，保證系統(tǒng)具有良好的平穩(wěn)性。 實(shí)際中理想的微分環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難，往往用其他環(huán)節(jié)去近似，只要參數(shù)取得合適，效果還是比較好的 。 大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院 自動(dòng)控制原理 利用反饋校正取代局部結(jié)構(gòu) 反饋校正環(huán)節(jié)之所以能在控制性能上取代被包圍的局部環(huán)節(jié)，其原理是很簡(jiǎn)單的。 )()(1)()(111111( j )( j )1 ( j ) ( j )11( j ) ( j ) 1 11( j )( j ) )(1)(1 大連民族學(xué)院機(jī)電信息工程學(xué)院 自動(dòng)控制原理 例 6原系統(tǒng)如圖所示。其阻尼比 ，系統(tǒng)的超調(diào)較大，平穩(wěn)性不好?，F(xiàn)增加一速