自動控制理論第六章校正1

1、第六章第六章 控制系統(tǒng)的校正方法控制系統(tǒng)的校正方法 目的目的 掌握改善系統(tǒng)性能指標(biāo)的校正思路與方法掌握改善系統(tǒng)性能指標(biāo)的校正思路與方法內(nèi)容內(nèi)容系統(tǒng)校正的基礎(chǔ)及思路系統(tǒng)校正的基礎(chǔ)及思路根軌跡法校正根軌跡法校正頻率法校正頻率法校正某個系統(tǒng)某個系統(tǒng)系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析系統(tǒng)表現(xiàn)系統(tǒng)表現(xiàn)如何如何性能指標(biāo)性能指標(biāo)給定性能指標(biāo)給定性能指標(biāo)系統(tǒng)不滿足系統(tǒng)不滿足系統(tǒng)改造系統(tǒng)改造分析分析正面正面問題問題反面反面問題問題6.1 6.1 系統(tǒng)校正基礎(chǔ)系統(tǒng)校正基礎(chǔ)1.1.系統(tǒng)校正的依據(jù)系統(tǒng)校正的依據(jù) 性能指標(biāo)性能指標(biāo)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)頻域：頻域：開環(huán)增益開環(huán)增益 低頻段斜率低頻段斜率 開環(huán)截止頻率開環(huán)截止頻率 中頻段

2、斜率中頻段斜率 中頻段寬度中頻段寬度 高頻衰減率高頻衰減率 幅值裕度幅值裕度 相角裕度相角裕度 諧振頻率諧振頻率 諧振峰值諧振峰值 閉環(huán)頻帶寬度閉環(huán)頻帶寬度動態(tài)性能指標(biāo)動態(tài)性能指標(biāo)時域：時域：上升時間上升時間 峰值時間峰值時間 調(diào)節(jié)時間調(diào)節(jié)時間 超調(diào)量超調(diào)量 振蕩次數(shù)振蕩次數(shù)rtstptnpm0kglccrmbr2.2.校正的結(jié)構(gòu)校正的結(jié)構(gòu)串聯(lián)校正串聯(lián)校正 e(s) c(s) r(s) + - go(s) 固有特性 e(s) c(s) r(s) gc(s) + - go(s) 校正裝置 固有系統(tǒng) gsg sg sdoco( )( )( )開環(huán)傳函開環(huán)傳函 優(yōu)點(diǎn)：裝置簡單優(yōu)點(diǎn)：裝置簡單 調(diào)整方便

3、調(diào)整方便 成本低成本低并聯(lián)校正并聯(lián)校正 e(s) c(s) r(s) + - go(s) 固有特性 e(s) c(s) r(s) gh(s) + - go(s) + - 固有系統(tǒng) 校正裝置 gsg sgsg sdooho( )( )( )( )1局部閉環(huán)傳函局部閉環(huán)傳函 優(yōu)點(diǎn)：高靈敏度優(yōu)點(diǎn)：高靈敏度 高穩(wěn)定度高穩(wěn)定度6.2 6.2 根軌跡法校正根軌跡法校正1改造根軌跡改造根軌跡 增加開環(huán)極點(diǎn)對系統(tǒng)的影響增加開環(huán)極點(diǎn)對系統(tǒng)的影響gsks so( )()* 2例例 增加開環(huán)極點(diǎn)，使閉環(huán)根軌跡在增加開環(huán)極點(diǎn)，使閉環(huán)根軌跡在 實(shí)軸分布發(fā)生變化，實(shí)軸分布發(fā)生變化， 使根軌跡走向使根軌跡走向右右移，穩(wěn)定性

4、變差。移，穩(wěn)定性變差。 增加開環(huán)零點(diǎn)對系統(tǒng)的影響增加開環(huán)零點(diǎn)對系統(tǒng)的影響)2()(2*0ssksg例例 增加開環(huán)零點(diǎn)，使閉環(huán)根軌跡在增加開環(huán)零點(diǎn)，使閉環(huán)根軌跡在 實(shí)軸分布發(fā)生變化，實(shí)軸分布發(fā)生變化， 使根軌跡走向使根軌跡走向左左移，穩(wěn)定性變好。移，穩(wěn)定性變好。 增加偶極子對系統(tǒng)的影響增加偶極子對系統(tǒng)的影響 一對距離很近的開環(huán)零點(diǎn)和極點(diǎn)，附近沒有其一對距離很近的開環(huán)零點(diǎn)和極點(diǎn)，附近沒有其它零極點(diǎn)，稱為它零極點(diǎn)，稱為偶極子偶極子。 gsszspiii( ) 傳函傳函1iiisspszs模模幅角幅角50 iiisspszskg sszspzpisisiiiilim( )lim00增益增益 j -pi

5、 0 -zi si s平面 增加偶極子增加偶極子使增益改變使增益改變 主導(dǎo)極點(diǎn)的位置與性能指標(biāo)的關(guān)系主導(dǎo)極點(diǎn)的位置與性能指標(biāo)的關(guān)系 j -n 0 si s 平面 n jd j 0 si s 平面 等 ts線 等d 線 等n 線 等 mp 線 2串聯(lián)微分校正串聯(lián)微分校正校正裝置校正裝置 ui u0 r1 c r2 gsszspststddd( ) 11傳函傳函1,2121rrrcrt j -pd 0 -zd si s 平面 gsd( ) 微分校正裝置微分校正裝置可提供正相角可提供正相角當(dāng)系統(tǒng)根軌跡需當(dāng)系統(tǒng)根軌跡需左移時采用此裝置左移時采用此裝置 微分校正微分校正例：例：已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 要求：階躍響應(yīng)時，要求：階躍響應(yīng)時，mp 20 ，ts 2.3， c=45.4 40 滿足要求滿足要求s 平面j-20s 平面j-20-4s 平面j-20原系統(tǒng)原系統(tǒng) 增