西安交通大学：《自动控制原理》课程教学课件（PPT讲稿）第六章 控制系统的校正 第一节 超前校正

西安交通大学EE'ANILROTONGENIVEEST第六章控制系统的校正一、系统的设计与校正的概念前面所介绍的都是在给出系统的结构和参数的基础上分析系统的性能，这个过程称为系统分析如果已知控制对象以及控制系统的所要达到的性能指标，要求设计一个系统达到这些指标，这个过程称为系统的设计。设计控制系统的目的，是将构成控制器的各元件与被控对象适当组合起来，使之满足表征控制精度、相对稳定性和响应速度的性能指标要求

1 一、系统的设计与校正的概念 前面所介绍的都是在给出系统的结构和参数的基础上分析 系统的性能，这个过程称为系统分析。 如果已知控制对象以及控制系统的所要达到的性能指标， 要求设计一个系统达到这些指标，这个过程称为系统的设计。 设计控制系统的目的，是将构成控制器的各元件与被控对 象适当组合起来，使之满足表征控制精度、相对稳定性和响应 速度的性能指标要求。 第六章 控制系统的校正

西安交通大学EEANJIROTONGENIVEESTY二、校正方式按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统校正方式可分为串联校正、并联校正、前馈校正和复合校正四种1.串联校正装置一般串联于系统前向通道之中系统误差检测点之后和放大器之前C(s)R(s)E(s)G.(s)Gp(s)B(s)H(s)2

2 按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统校正方式可 分为串联校正、并联校正、前馈校正和复合校正四种。 ⒈串联校正装置一般串联于系统前向通道之中系统误差检 测点之后和放大器之前。 二、校正方式 G (s) c G (s) P H(s) R(s) - E(s) C(s) B(s)

西安交通大学EEANJLAROTONAENIVEESTY2.并联校正装置接在系统局部反馈通道之中，并联校正也称为反馈校正。N(s)R(s)E(s)C(s)Gel(s)G(s)G2(s)Ge2(s)H(s)3

3 ⒉并联校正装置接在系统局部反馈通道之中，并联校正也 称为反馈校正。 ( ) 1 G s ( ) 2 G s H(s) R(s) N(s) － － E(s) C(s) ( ) 2 G s c ( ) 1 G s c

西安交通大学EEANJIROTONRUNTVEESTY3.前馈校正又称顺馈校正，是在系统主反馈回路之外采用的校正方式。R(s)N(s)C(t)G,(s)G(s)G2(s)G,(s)C(s)G,(s)G,(s)

4 ⒊前馈校正又称顺馈校正，是在系统主反馈回路之外采用 的校正方式。 R(s) C(t) ( ) 1 G s ( ) 2 G3 (s) G s − N(s) C(s) ( ) 3 G s ( ) 1 G s ( ) 2 G s

西安交通大学EEANRNRRS4.复合校正是在系统反馈回路中加入前馈校正通路，组成一个有机整体。G(s)B(s)R(s)C(t)E(s)G,(s)G2(s)XN(s)G,(s)+R(s)(s)E(SG,(s)G,(s)5

5 ⒋复合校正是在系统反馈回路中加入前馈校正通路，组成 一个有机整体。 R(s) E(s) C(t) ( ) 1 G s ( ) 2 G s ( ) 3 G s B(s) − + R(s) N(s) C(s) E(s) ( ) 3 G s ( ) 1 G s ( ) 2 G s - - +

西安交通大学IE'ANJIROTONGNIVEESTY三、设计方法1.基于根轨迹的设计法：若给出时域指标如8%，tr，t.等，或闭环主导极点时采用。2.基于频率的设计法：若给出稳态误差要求和频域指标时采用3.状态反馈法这里主要介绍基于伯德图的单输入-单输出的线性定常控制系统的设计和校正的方法和步骤

6 三、设计方法 ⒈基于根轨迹的设计法：若给出时域指标如d%，t r，t s等，或闭 环主导极点时采用。 ⒉基于频率的设计法：若给出稳态误差要求和频域指标时采用 ⒊状态反馈法 这里主要介绍基于伯德图的单输入-单输出的线性 定常控制系统的设计和校正的方法和步骤

西安交通大学IE'ANJIAOTONGUNIVEESITY第一节用频率法设计串联校正器的基本概念

9 第一节 用频率法设计串联校 正器的基本概念

西安交通大学IE'ANJIAOTONGUNIYEESITYnRe1K2K10

10 Re Im K1 K2 -1

西安交通大学IE'ANJLROTONANIYEESTY第二节相位超前校正11

11 第二节 相位超前校正

西安交通大学EE'ANJIROTONGNIVEESTYc一、相位超前校正装置无源超前校正网络：R2uoG.(s) =RRuuo1u,R+1-OCs +R,R1+ R,CsR, +R,R,CsRR2R + RR +R +RR,CsSR + RR + R2R,R2Cs1+R2R2R + R2R,R2R, + R21 +CsR, + R21 1+αTsR,R2R +R其中： Tα:α 1+TsR2R, + R212

12 一、相位超前校正装置 无源超前校正网络： 1 2 2 1 1 ( ) R Cs R R u u G s i o c + + = = R R R R Cs R R R Cs 1 2 1 2 2 1 2 + + + = Cs R R R R RCs R R R 1 2 1 2 1 1 2 2 1 1 + + + + = Cs R R R R Cs R R R R R R R R R R 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 1 + + + + + + = Ts Ts + + = 1 1 1   1 2 1 2 1 2 1 2  + = + =   R R R C R R R R 其中：T ， C1 R1 ui R2 uo C1 R1 ui R2 uo + + − −