贵州电子信息职业技术学院：《自动控制原理 Principles of Automatic Control》课程教学资源（PPT课件讲稿）第六章 控制系统的校正及综合

第6章控制系统的校正及综合 主要内容 ■控制系统校正的一般概念 ■串联校正 反馈校正 ■前馈校正 小结

2 第6章 控制系统的校正及综合 主要内容 ■ 控制系统校正的一般概念 ■ 串联校正 ■ 反馈校正 ■ 前馈校正 ■ 小结

第6章控制系统的校正及综合 学习重点 ■了解控制系统校正的基本思想方法和过程; ■熟练掌握典型串联校正的基本原理及设计方 法: ■了解三种串联校正的特点和适用范围,掌握基 本的校正步骤; ■理解和掌握反馈校正的设计思想和校正步骤; ■了解引入前馈校正的目的,掌握前馈校正的设 计思想

3 第6章 控制系统的校正及综合 学习重点 ■ 了解控制系统校正的基本思想方法和过程； ■ 熟练掌握典型串联校正的基本原理及设计方 法； ■ 了解三种串联校正的特点和适用范围，掌握基 本的校正步骤； ■ 理解和掌握反馈校正的设计思想和校正步骤； ■ 了解引入前馈校正的目的，掌握前馈校正的设 计思想

61控制系统校正的一般概念 1.基本校正方法 按校正装置的连接方式划分: ■串联校正 反馈(并联)校正 ■前馈校正

4 6.1 控制系统校正的一般概念 1. 基本校正方法 按校正装置的连接方式划分： ■ 串联校正 ■ 反馈（并联）校正 ■ 前馈校正

61控制系统校正的一般概念 (1)串联校正 R(S) C(s H ■为了减少校正装置的输出功率,以降低成本和功耗,通 常将串联校正装置安置在前向通道的前端,因为前部信 号的功率较小 ■串联校正的主要问题是对参数变化的敏感性较强。 ■串联校正从设计到具体实现均比较简单,是设计中最常 使用的

5 6.1 控制系统校正的一般概念 (1) 串联校正 ■ 为了减少校正装置的输出功率，以降低成本和功耗，通 常将串联校正装置安置在前向通道的前端，因为前部信 号的功率较小。 ■ 串联校正的主要问题是对参数变化的敏感性较强。 ■ 串联校正从设计到具体实现均比较简单，是设计中最常 使用的

6,1控制系统校正的一般概念 (2)反馈(并联)校正 R(S) ②·[做、-8-[ C(s [ H(s) ■反馈校正的信号是从高功率点传向低功率点,一般不需要附加 放大器。适当地选择反馈校正回路的增益,可以使校正后的性 能主要决定于校正装置,而与被反馈校正装置所包围的系统圊 有部分特性无关。 ■反馈校正的一个显著的优点,是可以抑制系统的参数波动及非 线性因素对系统性能的影响 反馈校正的设计相对较为复杂

6 6.1 控制系统校正的一般概念 (2) 反馈（并联）校正 ■ 反馈校正的信号是从高功率点传向低功率点，一般不需要附加 放大器。适当地选择反馈校正回路的增益，可以使校正后的性 能主要决定于校正装置，而与被反馈校正装置所包围的系统固 有部分特性无关。 ■ 反馈校正的一个显著的优点，是可以抑制系统的参数波动及非 线性因素对系统性能的影响。 ■ 反馈校正的设计相对较为复杂

61控制系统校正的一般概念 (3)前馈校正 We(s) ②[-② C(s R(s) C() (a) 按所取输入性质的不同,可以分成按给定的前馈校正,如图a所 示,及按扰动的前馈校正,如图b所示。 前馈校正由于输入取自闭环外,故不影响系统闭环特征方程式。 前馈校正是基于开环补偿的办法来提髙系统的精度,所以前馈校正 一般不单独使用,总是和其他校正方式结合应用而构成复合控制 系统,以满足某些性能要求较高的系统的需要。 7

7 6.1 控制系统校正的一般概念 (3) 前馈校正 ■ 按所取输入性质的不同，可以分成按给定的前馈校正，如图a所 示，及按扰动的前馈校正，如图b所示。 ■ 前馈校正由于输入取自闭环外，故不影响系统闭环特征方程式。 ■ 前馈校正是基于开环补偿的办法来提高系统的精度，所以前馈校正 一般不单独使用，总是和其他校正方式结合应用而构成复合控制 系统，以满足某些性能要求较高的系统的需要

61控制系统校正的一般概念 2.用频率法校正的特点 用频率法校正控制系统,主要是改变频率特 性形状,使之具有合适的高频、中频、低频 特性和稳定裕量,以得到满意的闭环品质。 ■在初步设计时,常常采用波德图来校正系 统 用频率法校正控制系统时,通常是以频率法 指标来衡量和调整系统的暂态性能,因而是 种间接的方法

8 6.1 控制系统校正的一般概念 2. 用频率法校正的特点 ■ 用频率法校正控制系统，主要是改变频率特 性形状，使之具有合适的高频、中频、低频 特性和稳定裕量，以得到满意的闭环品质。 ■ 在初步设计时，常常采用波德图来校正系 统。 ■ 用频率法校正控制系统时，通常是以频率法 指标来衡量和调整系统的暂态性能，因而是 一种间接的方法

61控制系统校正的一般概念 需要校正的几种基本类型 (g) (a) ①增加低频增益 ②改善中频段特性 ③兼有前两种补偿 9

9 6.1 控制系统校正的一般概念 需要校正的几种基本类型 ① 增加低频增益 ② 改善中频段特性 ③ 兼有前两种补偿

6,2串联校正 (1)串联引前(微分)校正

10 6.2 串联校正 （1）串联引前（微分）校正

6,2串联校正 传递函数为 Rcs+ R+R Rc s+1 R 频率特性为 1 )1+

11  频率特性为 6.2 串联校正 传递函数为