文档介绍：第六章线性系统的校正
第一节线性系统校正的概念
第二节线性系统基本控制规律
第三节常用校正装置及特点
第四节校正装置设计的方法和依据
第五节串联校正的设计
第六节反馈校正的设计
第七节反馈和前馈复合控制
第八节 MATLAB在线性系统校正中的应用
第一节线性系统校正的概念
控制系统
不可变部分
执行机构
功率放大器
检测装置
可变部分
放大器、校正装置
迫使系统满足给定的性能
(设计系统)
一、控制系统的组成
根据被控对象及其控制要求,选择适当的控制器及控制规律设计一个满足给定性能指标的控制系统。
校正(补偿):通过改变系统结构,或在系统中增加附加装置或元件对已有的系统(固有部分)进行再设计使之满足性能要求。
控制系统的设计本质上是寻找合适的校正装置
(校正装置)
二、控制系统的设计任务
三、控制系统的性能指标
稳态精度
稳态误差ess
过渡过程响应特性
时域:上升时间tr、超调量Mp、调节时间ts
频域:谐振峰值Mr、增益交界频率ωc、谐
振频率ωr、带宽ωb
相对稳定性
增益裕量Kg、相位裕量(c)
扰动的抑制
带宽ωb
四、校正方式
串联校正
并联校正(反馈校正)
复合(前馈、顺馈)校正
校正方式选择需要考虑的因素
系统中信号的性质;技术方便程度;可供选择的元
件;其它性能要求(抗干扰性、环境适应性等);
经济性…
串联校正的特点
设计较简单,容易对信号进行各种必要的变换,
但需注意负载效应的影响。
反馈校正的特点
可消除系统原有部分参数对系统性能的影响,
元件数也往往较少。
同时采用串、并联校正
性能指标要求较高的系统。
第二节线性系统基本控制规律
PID (Proportional Integral Derivative )控制:对偏差信号e(t)进行比例、积分和微分运算变换后形成的一种控制规律。
比例控制(P)
Proportional
微分控制(D)
积分控制(I)
Integral
Derivative
线性系统基本控制规律
P、PI、PD 或PID 控制
适用于数学模型已知及大多数数学模型难以确
定的控制系统或过程。
PID 控制参数整定方便,结构灵活
一、比例控制(P)
比例控制器实质是一种增益可调的放大器
对系统性能的影响正好相反。
Kp>1
开环增益加大,稳态误差减小;幅值穿越频率增大,过渡过程时间缩短;系统稳定程度变差。
原系统稳定裕量充分大时才采用比例控制。
Kp<1
微分控制具有预测特性。
Td 就是微分控制作用超前于比例控制作用效果的时间间隔。
微分控制不可能预测任何尚未发生的作用。
二、比例微分(PD)控制