文档介绍：控制系统的校正
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控制系统的校正
1、系统的综合与校正问题
2、常用的校正装置及其特性
3、基于频域响应法的系统串联校正
4、基于根轨迹分析的系统串联校正
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加热炉
加热功率
(W)
u
炉温
(℃)
y
加热功率变化到炉温稳定,系统调节时间为 3600×3=10800秒
Kc
r
温度
设定值
设定值r变化到炉温稳定,系统调节时间为秒
本例的比例控制器不仅提高了系统的调节速度,Kc的选择还影响开环增益,所以可影响系统的精度。
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6-1 系统的综合与校正问题
系统校正:通过增加适当的装置改善系统特性的方法。
校正装置:为实现上述目的而加入的装置称为校正装置(也称为控制器或
补偿器)。
对已知系统(数学模型)和已知的外部输入,确定系统的运动行为和结构特性。
第三章
第四章
第五章
系统分析
系统综合和系统分析在属性上是一对相反的命题
系统综合:对于给定的控制对象和期望的运动行为,从理论上设计一个满足工程要求的控制系统。(理论设计)
系统综合与校正的目的,是设计一适当的校正装置,并将校正装置的各
元件与被控对象适当组合,使之满足工程上对控制精度、阻尼程度和响
应速度等性能指标的要求。
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一、性能指标
时域性能指标
频域性能指标
控制系统
性能指标
稳态指标——稳态误差
动态指标: , , , , 等。
开环指标:截止角频率、相角稳定裕
量、增益稳定裕量
闭环指标:闭环谐振峰、谐振角频率
闭环截止角频率
无论是时间域指标还是频率域指标,都在一定程度上反映了系统的稳定性、快速性和准确性,只是反映的角度有所不同,所以各种指标之间必定存在着一定的联系。
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二阶系统的各性能指标和其参数之间的关系:
1、谐振角频率和谐振峰值
2、闭环截止角频率和开环截止角频率
3、相角稳定裕度
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高阶系统频域指标与时域指标的关系
1、谐振峰值:
2、超调量:
3、调节时间:
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二、基本校正方式
具体选用哪一种校正方式,取决于系统中的信号的性质、技术实现的方便性、可供选用的元件、抗扰性要求、经济性要求、环境使用条件及设计者的经验等诸多因素。
校正方式——校正装置在系统中的连接方式
基本的校正方式
串联校正
局部反馈校正
前馈校正
复合校正
√
√
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1、串联校正
作用:对系统中的误差信号进行比例、积分、微分等运算,形成适
当的控制信号,以获得满意的控制性能。
特点:设计简单,但通常需要附加放大器,以提高增益和提供隔离。
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2、局部反馈校正
局部闭环/内环回路
主回路/外环回路。
特点:局部反馈校正一般无需附加放大器,同时还可消除系统原有部分参数波动或非线性因素对系统性能的影响。但是局部反馈校正过多依赖设计人员的设计经验
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