第六章 线性控制系统的校正精选文档.ppt

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1、第六章 线性控制系统的校正本讲稿第一页，共六十三页2主要内容主要内容n n6.1 6.1 6.1 6.1 系统校正设计基础系统校正设计基础n n6.2 PID6.2 PID6.2 PID6.2 PID控制控制控制控制n n6.3 6.3 相位超前相位超前/迟后校正装置及其特性迟后校正装置及其特性n n6.4 6.4 6.4 6.4 串联校正串联校正串联校正串联校正 相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前相位超前相位超前相位超前-滞后校正滞后校正滞后校正滞后校正n反馈校正反馈校正本讲稿第二页，共六十三页被控对象确定

2、后，根据要求的被控对象确定后，根据要求的控制目标控制目标，对，对控制器控制器进行设计的过进行设计的过程叫作系统校正。程叫作系统校正。Question:Question:什么叫系统的校正？什么叫系统的校正？Question:Question:为什么要校正？为什么要校正？3闭环系统有自动控制功能，在一定范围内可以通过调节增益闭环系统有自动控制功能，在一定范围内可以通过调节增益改变系统性能，但有时不能满足要求。改变系统性能，但有时不能满足要求。本讲稿第三页，共六十三页1.控制系统设计和校正控制系统设计和校正n设设计计问问题题：根根据据给给定定被被控控对对象象和和自自动动控控制制的的技技术术要要求求，

3、进进行行控控制制系系统统设设计计，使使控控制制器器与与被被控控对对象象组组成成的的系系统统能能较较好地完成自动控制任务。好地完成自动控制任务。4n校校正正问问题题：一一种种原原理理性性的的局局部部设设计计。在在系系统统的的基基本本部部分分（通通常常指指对对象象、执执行行机机构构、测测量量元元件件等等主主要要部部件件）已已确确定定的的条条件件下下，设设计计校校正正装装置置的的传传函函和和调调整整系系统统放放大大倍倍数数，使系统动态性能满足一定的要求。使系统动态性能满足一定的要求。n两两者者区区别别：设设计计问问题题要要求求设设计计整整个个控控制制器器(包包括括设设备备选选型型、可可靠靠性性、经经

4、济济性性等等实实际际问问题题)，而而校校正正问问题题涉涉及及的的只只是是控制器的一部分（校正装置）。控制器的一部分（校正装置）。本讲稿第四页，共六十三页2.校正问题的三要素校正问题的三要素5系系统统基基本本部部分分（原原有有部部分分、固固有有部部分分）：被被控控对对象象、控控制制器器基基本本部部分分（放放大大元元件件、测测量量元元件件）。放放大大元元件件增增益益可可调调，其余参数固定其余参数固定给定给定系统的性能要求系统的性能要求给定给定校校正正装装置置：当当通通过过调调整整放放大大元元件件增增益益仍仍不不能能满满足足系系统统性性能能时时，需要增加附加装置来改善系统性能需要增加附加装置来改善系

5、统性能需设计（未知）需设计（未知）3.校正装置的实现校正装置的实现n通常是参数易于调整的专用装置（模电或数电装置）通常是参数易于调整的专用装置（模电或数电装置）n校正方式多样化：串联校正、反馈校正、前馈补偿等校正方式多样化：串联校正、反馈校正、前馈补偿等n注意注意：校正方案不唯一：校正方案不唯一本讲稿第五页，共六十三页1.常用时域性能指标常用时域性能指标（主要对阶跃响应定义）（主要对阶跃响应定义）n超调量、调节时间、上升时间、稳态误差等。超调量、调节时间、上升时间、稳态误差等。6.1.1 性能指标性能指标6评评价价控控制制系系统统优优劣劣的的性性能能指指标标是是由由系系统统在在典典型型输输入入

6、下下输输出出响响应应的的某某些特点统一规定的。些特点统一规定的。2.常用的频域指标常用的频域指标n开环频域指标：开环频域指标：剪切频率、稳定裕度剪切频率、稳定裕度n闭环频域指标：闭环频域指标：峰值峰值Mr、峰值频率、峰值频率(谐振频率谐振频率)、带宽、带宽本讲稿第六页，共六十三页二阶系统频域指标与时域指标的关系二阶系统频域指标与时域指标的关系谐谐振振频频率率带宽频带宽频率率截止截止频频率率相位裕度相位裕度谐振峰值谐振峰值超超调调量量 调节时间调节时间 7本讲稿第七页，共六十三页谐振峰值谐振峰值超超调调量量调节时间调节时间高阶系统频域指标与时域指标高阶系统频域指标与时域指标8本讲稿第八页，共六十

7、三页3.常用的复数域指标常用的复数域指标n通常以系统闭环极点在复平面的分布区域来定义。通常以系统闭环极点在复平面的分布区域来定义。9本讲稿第九页，共六十三页Remarks:10n性能指标之间性能指标之间有一定的换算关系有一定的换算关系，但有时很复杂。，但有时很复杂。n动态性能各指标之间对系统的参数与结构的要求动态性能各指标之间对系统的参数与结构的要求往往存在矛盾往往存在矛盾。n稳态误差与稳定性对系统开环增益、积分环节数目的要求；稳态误差与稳定性对系统开环增益、积分环节数目的要求；n系统快速性与抑制噪声能力对带宽的要求。系统快速性与抑制噪声能力对带宽的要求。n一个具体系统对指标的要求有所侧重一个

8、具体系统对指标的要求有所侧重n调速系统对平稳性和稳态精度要求严格；调速系统对平稳性和稳态精度要求严格；n随动系统对快速性期望很高。随动系统对快速性期望很高。n性能指标的提出要有依据，不能脱离实际性能指标的提出要有依据，不能脱离实际n负载能力的约束；负载能力的约束；n能源功率的约束等。能源功率的约束等。本讲稿第十页，共六十三页n根根据据校校正正装装置置加加入入系系统统的的方方式式和和所所起起的的作作用用不不同同，可可将将其其作作如如下分类：下分类：6.1.2 校正方式校正方式11n串联校正串联校正n反馈校正反馈校正n串联反馈复合校正串联反馈复合校正n前馈反馈校正前馈反馈校正本讲稿第十一页，共六十

9、三页12本讲稿第十二页，共六十三页13本讲稿第十三页，共六十三页Remark：n串串联联校校正正和和反反馈馈校校正正属属于于主主反反馈馈回回路路之之内内的的校校正。正。n前馈补偿和扰动补偿属于主回路之外校正。前馈补偿和扰动补偿属于主回路之外校正。14本讲稿第十四页，共六十三页1.频率法频率法基基本本思思想想：利利用用适适当当校校正正装装置置的的Bode图图，配配合合开开环环增增益益调调整整来来修修改改原原来来开开环环系系统统Bode图图，使使得得开开环环系系统统经经校校正正和和增增益益调调整后的整后的Bode图符合性能指标要求。图符合性能指标要求。原原开开环环Bode图图校校正正环环节节Bod

10、e图图增增益益调调整整校校正后的开环正后的开环Bode图图6.1.3 校正设计的方法校正设计的方法2.根轨迹法根轨迹法 基本思想：基本思想：在系统中加入校正装置，相当于增加了新在系统中加入校正装置，相当于增加了新 的开环零极点，使校正后的闭环根轨迹向有利于改的开环零极点，使校正后的闭环根轨迹向有利于改 善系统性能的方向改变。善系统性能的方向改变。15本讲稿第十五页，共六十三页第六章第六章 线性控制系统的校正线性控制系统的校正主讲人：罗小元主讲人：罗小元燕山大学电气学院自动化系燕山大学电气学院自动化系Email:本讲稿第十六页，共六十三页17主要内容主要内容n n6.1 6.1 6.1 6.1

11、系统校正设计基础系统校正设计基础系统校正设计基础系统校正设计基础n n6.2 PID6.2 PID6.2 PID6.2 PID控制控制控制控制-比例、微分控制比例、微分控制比例、微分控制比例、微分控制n n6.3 6.3 6.3 6.3 相位超前相位超前/迟后校正装置及其特性迟后校正装置及其特性迟后校正装置及其特性迟后校正装置及其特性n n6.4 6.4 串联校正串联校正 相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前相位超前相位超前相位超前-滞后校正滞后校正滞后校正滞后校正n反馈校正反馈校正本讲稿第十七页，共六十三页一

12、、线性系统的基本控制规律一、线性系统的基本控制规律18n确确定定校校正正装装置置的的具具体体形形式式时时，应应先先了了解解校校正正装装置置所所提提供供的的控控制制规规律，以便选择相应的元件。律，以便选择相应的元件。nPID：Proportional Integral Derivative，是最基本的控制规律是最基本的控制规律n增增加加校校正正装装置置，可可改改变变描描述述系系统统运运动动过过程程的的微微分分方方程程，从从而而改变改变系统响应系统响应。n具具有有不不同同比比例例关关系系的的校校正正器器可可改改变变微微分分方方程程系系数数，调调整整系系统统零零极极点点分分布布，从而改变系统响应。从

13、而改变系统响应。n具具有有微微分分和和积积分分功功能能的的校校正正器器可可在在更更大大程程度度上上改改变变系系统统运运动动方方程程，使使系系统统具具有所要求的暂态和稳态性能。有所要求的暂态和稳态性能。本讲稿第十八页，共六十三页1.比例比例(P)控制规律控制规律n具具有有比比例例控控制制规规律律的的控控制制器器，称称为为比比例例(P)控控制制器器称为比例控制器增益。称为比例控制器增益。19本讲稿第十九页，共六十三页n改变了系统的极点改变了系统的极点举例：举例：20本讲稿第二十页，共六十三页n加大控制器增益加大控制器增益Kp，会降低系统的相对稳定性，会降低系统的相对稳定性21本讲稿第二十一页，共六

14、十三页讨论：讨论：221.比比例例控控制制器器实实质质上上是是一一个个具具有有可可调调增增益益的的放放大大器器只只改改变变信信号号的的增益而不影响其相位。增益而不影响其相位。2.加加大大控控制制器器增增益益Kp，可可提提高高系系统统开开环环增增益益，减减小小稳稳态态误误差差，从从而而提提高高系系统统控控制制精精度度，但但降降低低系系统统的的相相对对稳稳定定性性，甚甚至至可可能造成闭环系统不稳定。能造成闭环系统不稳定。3.很少单独使用比例控制规律。很少单独使用比例控制规律。本讲稿第二十二页，共六十三页n2、微分、微分(D)控制规律控制规律其中其中Td为微分时间常数。为微分时间常数。具有微分控制规

15、律的控制器，称为微分具有微分控制规律的控制器，称为微分(D)控制器。控制器。-900-1800900 微分控制可以增大截止微分控制可以增大截止频率和相角裕度，减小超频率和相角裕度，减小超调量和调节时间，提高系调量和调节时间，提高系统的快速性和平稳性。但统的快速性和平稳性。但单纯微分控制会放大高频单纯微分控制会放大高频扰动，通常不单独使用。扰动，通常不单独使用。本讲稿第二十三页，共六十三页3、比例、比例-微分微分(PD)控制规律控制规律24其中其中Kp为为比例系数比例系数，Td为为微分时间常数微分时间常数。Kp和和Td都是都是可调的参数可调的参数。具有比例具有比例-微分控制规律的控制器，称为比例

16、微分控制规律的控制器，称为比例-微分微分(PD)控制器。控制器。900比例比例-微分控制可以增大微分控制可以增大截止频率和相角裕度，截止频率和相角裕度，减小超调量和调节时间，减小超调量和调节时间，提高系统的快速性和平提高系统的快速性和平稳性。稳性。本讲稿第二十四页，共六十三页讨论：讨论：251.PD控控制制器器中中的的微微分分控控制制规规律律，能能反反映映输输入入信信号号的的变变化化趋趋势势，产生有效的产生有效的早期修正信号早期修正信号。2.增加系统的阻尼程度，改善系统的稳定性增加系统的阻尼程度，改善系统的稳定性。3.增增加加一一个个1/Td的的开开环环零零点点，使使系系统统的的相相角角裕裕量

17、量增增加加，有有助助于于系统动态性能的改善系统动态性能的改善。4.微微分分控控制制只只对对动动态态过过程程起起作作用用，而而对对常常值值稳稳态态过过程程没没有有影影响响，且且对系统噪声非常敏感对系统噪声非常敏感。5.单单一一的的微微分分控控制制器器不不宜宜与与被被控控对对象象串串联联起起来来单单独独使使用用。一一般以般以PD或或PID控制器的形式控制器的形式应用于实际的控制系统。应用于实际的控制系统。本讲稿第二十五页，共六十三页第六章第六章 线性控制系统的校正线性控制系统的校正主讲人：罗小元主讲人：罗小元燕山大学电气学院自动化系燕山大学电气学院自动化系Email:本讲稿第二十六页，共六十三页2

18、7主要内容主要内容n n6.1 6.1 6.1 6.1 系统校正设计基础系统校正设计基础n n6.2 PID6.2 PID6.2 PID6.2 PID控制控制控制控制-积分控制规律积分控制规律积分控制规律积分控制规律n n6.3 6.3 6.3 6.3 相位超前相位超前/迟后校正装置及其特性迟后校正装置及其特性迟后校正装置及其特性迟后校正装置及其特性n n6.4 6.4 串联校正串联校正串联校正串联校正 相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前相位超前相位超前相位超前-滞后校正滞后校正滞后校正滞后校正n反馈校正反馈

19、校正本讲稿第二十七页，共六十三页4、积分、积分(I)控制规律控制规律 n具具有有积积分分控控制制规规律律的的控控制制器器，称称为为积积分分(I)控控制制器。器。其中其中Ti为可调比例系数。为可调比例系数。由由于于积积分分控控制制器器的的积积分分作作用用，当当输输入入信信号号消消失失后，输出信号有可能是一个不为零的常量后，输出信号有可能是一个不为零的常量。28本讲稿第二十八页，共六十三页-900-1800 积分控制可以积分控制可以增强系增强系统抗高频干扰能力统抗高频干扰能力。故可相应增加开环增故可相应增加开环增益，从而减少稳态误益，从而减少稳态误差。但纯积分环节会差。但纯积分环节会带来相角滞后，

20、减少带来相角滞后，减少了系统相角裕度，通了系统相角裕度，通常不单独使用。常不单独使用。29本讲稿第二十九页，共六十三页讨论：讨论：30n积积分分控控制制可可以以提提高高系系统统的的型型别别（无无差差度度），有有利利于系统于系统稳态性能的提高稳态性能的提高。n积积分分控控制制使使系系统统增增加加了了一一个个位位于于原原点点的的开开环环极极点点，使信号产生使信号产生90的相角滞后，的相角滞后，对系统稳定性不利对系统稳定性不利。n在在控控制制系系统统的的校校正正设设计计中中，通通常常不不宜宜采采用用单单一一的的积积分控制器。分控制器。本讲稿第三十页，共六十三页5、比例、比例积分积分(PI)控制规律控

21、制规律n具具有有比比例例积积分分控控制制规规律律的的控控制制器器，称称为为比比例例积积分分(PI)控控制制器。器。其中其中Kp为可调比例系数，为可调比例系数，Ti为可调积分时间常数。为可调积分时间常数。31本讲稿第三十一页，共六十三页PI控制器的控制器的Bode图图0o-45o-90o0-2032本讲稿第三十二页，共六十三页33本讲稿第三十三页，共六十三页讨论：讨论：nPI控控制制器器相相当当于于在在系系统统中中增增加加一一个个位位于于原原点点的的开开环环极极点点，同时也增加了一个位于同时也增加了一个位于s左半平面的左半平面的开环零点开环零点。34n增增加加的的极极点点可可以以提提高高系系统统

22、的的型型次次，消消除除或或减减小小系系统统稳稳态态误误差差，改善系统稳态性能改善系统稳态性能；n增增加加的的负负实实零零点点可可提提高高系系统统的的阻阻尼尼程程度度，缓缓和和PI控控制制其其极极点对系统稳定性产生的影响点对系统稳定性产生的影响n在实际控制系统中，在实际控制系统中，PI控制器主要用来改善系统稳态性能控制器主要用来改善系统稳态性能。本讲稿第三十四页，共六十三页6、比例积分微分、比例积分微分(PID)控制规律控制规律n具具有有比比例例积积分分微微分分控控制制规规律律的的控控制制器器，称称为为比比例例积积分微分分微分(PID)控制器。控制器。35本讲稿第三十五页，共六十三页n若若4Td

23、/Ti 1，则 式中 36本讲稿第三十六页，共六十三页37本讲稿第三十七页，共六十三页Remarks:n利用PID控制器校正时，除可使系统的型次提高一级外，还将提供两个负实零点。38n与PI控制器相比，PID控制器除了同样具有提高系统的稳态性能的优点外，还多提供一个负实零点，从而在提高系统动态性能方面，具有更大优越性。n工业过程控制系统中，广泛使用PID控制器。其各部分参数的选择，将在现场调试时最后确定。本讲稿第三十八页，共六十三页第六章第六章 线性控制系统的校正线性控制系统的校正主讲人：罗小元主讲人：罗小元燕山大学电气学院自动化系燕山大学电气学院自动化系Email:本讲稿第三十九页，共六十三

24、页40主要内容主要内容n n6.1 6.1 6.1 6.1 系统校正设计基础系统校正设计基础系统校正设计基础系统校正设计基础n n6.2 PID6.2 PID6.2 PID6.2 PID控制控制控制控制n n6.3 6.3 6.3 6.3 相位超前相位超前相位超前相位超前/迟后校正装置及其特性迟后校正装置及其特性迟后校正装置及其特性迟后校正装置及其特性n n6.4 6.4 6.4 6.4 串联校正串联校正串联校正串联校正 相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前相位超前相位超前相位超前-滞后校正滞后校正滞后校正滞后

25、校正n反馈校正反馈校正本讲稿第四十页，共六十三页PD校正装置校正装置高通滤波器高通滤波器PID校正装置校正装置带通滤波器带通滤波器PI校正装置校正装置低通滤波器低通滤波器低通滤波器低通滤波器高通滤波器高通滤波器从滤波器角度从滤波器角度无源网络校正装置：无源网络校正装置：41本讲稿第四十一页，共六十三页 无源超前校正网络无源超前校正网络 1.传递函数：传递函数：6.3.1 相位超前校正相位超前校正其中其中42本讲稿第四十二页，共六十三页分度系数分度系数 的选择的选择一般一般一般选择一般选择43本讲稿第四十三页，共六十三页注意：注意：超前校正环节超前校正环节不仅改变了不仅改变了BODE图的图的相角

26、曲线，而且改变了相角曲线，而且改变了幅值曲线，使幅值剪切幅值曲线，使幅值剪切频率提高，在新的幅值频率提高，在新的幅值剪切频率上，原系统的剪切频率上，原系统的滞后相角就会增大，这滞后相角就会增大，这就要求超前校正装置产就要求超前校正装置产生的相角要相应的增大，生的相角要相应的增大，为此设计超前相角要有为此设计超前相角要有安全裕度。安全裕度。442 2、超前网络超前网络的作用的作用本讲稿第四十四页，共六十三页n超前校正装置对系统性能有如下影响：超前校正装置对系统性能有如下影响：1、减少减少了开环频率特性在幅值剪切频率上的负斜率，提高了系统了开环频率特性在幅值剪切频率上的负斜率，提高了系统的相对稳定

27、性；的相对稳定性；2、减少减少了阶跃响应的超调量；了阶跃响应的超调量；3、提高提高了开环频率特性在幅值剪切频率附近的正相角和相角裕度；了开环频率特性在幅值剪切频率附近的正相角和相角裕度；4、提高提高了系统的频带宽度；了系统的频带宽度；5、不影响系统的稳态性能；、不影响系统的稳态性能；上述内容可以归纳为：上述内容可以归纳为：两少，两高，一不变。两少，两高，一不变。45本讲稿第四十五页，共六十三页网络的传递函数为网络的传递函数为 无源滞后校正网络 6.3.2 相位滞后校正相位滞后校正46本讲稿第四十六页，共六十三页无源滞后网络对低频信号不产生衰减，对高频噪声信号有削弱作用，无源滞后网络对低频信号不

28、产生衰减，对高频噪声信号有削弱作用，值越大，通过迟后网络的噪声频率就越低。值越大，通过迟后网络的噪声频率就越低。47本讲稿第四十七页，共六十三页滞后校正分析：滞后校正分析：利用滞后网络对系统进行校正对其性能有如下影响利用滞后网络对系统进行校正对其性能有如下影响1、利用低通滤波器来改变幅值曲线低频段的值，使幅、利用低通滤波器来改变幅值曲线低频段的值，使幅值剪切频率减小，而值剪切频率减小，而在剪切频率附近保持相频特性不在剪切频率附近保持相频特性不变变；2、低通滤波器对低频信号具有较强的放大能力，从而可、低通滤波器对低频信号具有较强的放大能力，从而可以以降低系统的稳态误差降低系统的稳态误差；3、在剪

29、切频率处系统、在剪切频率处系统-20dB/dec过过0dB线，谐振峰值变小，稳线，谐振峰值变小，稳定性变好；定性变好；4、剪切频率减小，系统频带宽度减小，系统上升时间加长。、剪切频率减小，系统频带宽度减小，系统上升时间加长。48本讲稿第四十八页，共六十三页超前校正和迟后校正的区别与联系超前校正和迟后校正的区别与联系49本讲稿第四十九页，共六十三页6.3.3 相位超前相位超前-滞后校正滞后校正n当未校正系统不稳定，系统指标既要考虑稳态性能又要动当未校正系统不稳定，系统指标既要考虑稳态性能又要动态性能指标（响应速度、相位裕度）时，仅用一种校正方态性能指标（响应速度、相位裕度）时，仅用一种校正方式难

30、以实现，这时可考虑串联滞后式难以实现，这时可考虑串联滞后-超前校正装置超前校正装置。n超前校正的转折频率应选在系统中频段超前校正的转折频率应选在系统中频段n滞后校正的转折频率应选在系统的低频段滞后校正的转折频率应选在系统的低频段n配合增益的合理调整配合增益的合理调整50本讲稿第五十页，共六十三页其中其中超前超前滞后滞后X XX X51本讲稿第五十一页，共六十三页无源滞后无源滞后-超前网超前网络频络频率特性率特性52本讲稿第五十二页，共六十三页求相角求相角为为零零时时的角的角频频率率校正网校正网络络具有相位滞后特性具有相位滞后特性校正网校正网络络具有相位超前特性具有相位超前特性53本讲稿第五十三

31、页，共六十三页n基于频率法的校正基于频率法的校正 相位超前校正、相位滞后校正、相位超前校正、相位滞后校正、相位超前相位超前-滞后校正滞后校正n基于根轨迹法的校正基于根轨迹法的校正 给定时域性能指标给定时域性能指标n基本控制规律：基本控制规律：PID控制控制54本讲稿第五十四页，共六十三页根据系统开环频率特性与系统性能指标密切相关，根据系统开环频率特性与系统性能指标密切相关，将串联校正问题归纳为三类：将串联校正问题归纳为三类：1.如系统稳定且有较满意的稳态误差，但其如系统稳定且有较满意的稳态误差，但其动态性能较差动态性能较差，则应，则应改变系统的中频段和高频段，以改变系统的中频段和高频段，以改变

32、截止频率和相角裕改变截止频率和相角裕度度；2.如果系统稳定且有较满意的暂态响应，但如果系统稳定且有较满意的暂态响应，但稳态误差太大稳态误差太大，这，这就必须就必须增加低频段增益增加低频段增益，同时保持中、高频特性不变；，同时保持中、高频特性不变；3.如果一个系统的稳态和动态性能均不能令人满意，就必须如果一个系统的稳态和动态性能均不能令人满意，就必须增加增加低频增益低频增益，并，并改变中频段和高频段改变中频段和高频段。55本讲稿第五十五页，共六十三页对应上面三种情况的对应上面三种情况的BODE图：图：c）低中高频段均改变）低中高频段均改变b）改变高频段）改变高频段a）改变低频段）改变低频段56本

33、讲稿第五十六页，共六十三页6.4.1 串联相位超前校正串联相位超前校正n基本原理：基本原理：利用超前网络或利用超前网络或PD控制器的控制器的相角超前特性相角超前特性n分析：分析：适当选择参数适当选择参数和和来满足要来满足要求求57本讲稿第五十七页，共六十三页超前校正步骤超前校正步骤 (设给定指标设给定指标 )由由 由由 确定确定 是否满足要求是否满足要求验算验算 令令 ，并计算，并计算令令 处的频率为校正后系统的剪切频率，即处的频率为校正后系统的剪切频率，即计算校正网络的交接频率计算校正网络的交接频率58本讲稿第五十八页，共六十三页n应用超前校正的几个限制条件：应用超前校正的几个限制条件：1、

34、原系统稳定；（否则需要的超前相角大，噪声对系统干、原系统稳定；（否则需要的超前相角大，噪声对系统干扰严重，甚至可以导致系统不稳定）扰严重，甚至可以导致系统不稳定）2、原系统在剪切频率附近相角迅速减小的系统不适用该校正方法、原系统在剪切频率附近相角迅速减小的系统不适用该校正方法59n例6-1 设单位反馈系统的开环传递函数为 试采用超前校正装置，使系统满足：本讲稿第五十九页，共六十三页6.4.1 串联相位迟后校正串联相位迟后校正n基本作用：基本作用：提供系统低频响应增益，减小提供系统低频响应增益，减小稳态误差，同时保持暂态性能稳态误差，同时保持暂态性能不变不变 利用迟后校正装置的高滤波特利用迟后校

35、正装置的高滤波特性，使高频响应增益减小，剪性，使高频响应增益减小，剪切频率降低，提高相角裕度切频率降低，提高相角裕度60本讲稿第六十页，共六十三页n采用相位滞后网络校正系统的步骤为：采用相位滞后网络校正系统的步骤为：1、由对稳态误差要求确定开环增益、由对稳态误差要求确定开环增益K；2、画出未校正系统、画出未校正系统BODE图；图；3、在未校正系统、在未校正系统Bode图中确定与要求的相角裕度对应的频率图中确定与要求的相角裕度对应的频率c1、相角裕度相角裕度1；4、计算未校正系统对应、计算未校正系统对应c2的相角裕度的相角裕度2=+(=1015)，计算将，计算将其衰减到其衰减到0需要的需要的。5、确定两个转折频率、确定两个转折频率6、验证、验证61本讲稿第六十一页，共六十三页n例6-2 单位负反馈系统的开环传递函数为 试设计迟后校正装置以满足 (1)系统开环增益K=8 (2)62本讲稿第六十二页，共六十三页作业作业n6-2n6-3n6-4n6-7本讲稿第六十三页，共六十三页