第六章-线性系统的校正方法ppt课件.ppt

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1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Automatic Control Theory河南理工电气学院自自 动动 控控 制制 原原 理理严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第第 六六 章章 线性系统的校正方法线性系统的校正方法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6-1 6-1 系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题6-2 6-2 常用校正装置及其特性常用校正装置及其特性

2、6-3 6-3 串联校正串联校正6-4 6-4 反馈校正反馈校正6-5 6-5 复合校正复合校正本章主要内容本章主要内容严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。设设计计控控制制系系统统的的目目的的，是是将将构构成成控控制制系系统统的的各各元元件件和和被被控控对对象象组组合合起起来来，使使之之满满足足表表征征控控制制精精度度、阻阻尼尼程程度度和和响响应应速速度度的的性性能能指指标标要要求求。如如果果通通过过调调整整放放大大器器增增益益后后仍仍然然不不能能全全面面满满足足设设计计要要求求的的性性能能指指标标，就就需需要要校正。

3、校正。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。校正定义：校正定义：在在在在系系系系统统统统中中中中加加加加入入入入一一一一些些些些其其其其参参参参数数数数可可可可以以以以根根根根据据据据需需需需要要要要而而而而改改改改变变变变的的的的机机机机构构构构或或或或装装装装置置置置，使使使使系系系系统统统统的的的的整整整整个个个个特特特特性性性性发发发发生生生生变变变变化化化化，从而满足给定的各项性能指标。从而满足给定的各项性能指标。从而满足给定的各项性能指标。从而满足给定的各项性能指标。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度

4、等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。校正方法：校正方法：1 1 1 1）按结构分：串联校正、反馈校正、前馈校正和）按结构分：串联校正、反馈校正、前馈校正和）按结构分：串联校正、反馈校正、前馈校正和）按结构分：串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正等；复合校正等；复合校正等；复合校正等；2 2 2 2）按原理分：根轨迹校正法、频率校正法。）按原理分：根轨迹校正法、频率校正法。）按原理分：根轨迹校正法、频率校正法。）按原理分：根轨迹校正法、频率校正法。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。校

5、正内容：校正内容：系统的（动态或稳态）性能指标。系统的（动态或稳态）性能指标。系统的（动态或稳态）性能指标。系统的（动态或稳态）性能指标。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。校正方式的选择原则校正方式的选择原则 校正方式的选择取决于系统中的信号性质，技校正方式的选择取决于系统中的信号性质，技术实现的方便性，可供选择的元件，抗扰性要求、术实现的方便性，可供选择的元件，抗扰性要求、经济性要求、环境使用条件以及设计者的经验等因经济性要求、环境使用条件以及设计者的经验等因素。素。串联校正设计比反馈校正设计简单，也比较容串联校正

6、设计比反馈校正设计简单，也比较容易对信号进行各种必要的变换。易对信号进行各种必要的变换。在性能指标要求较高的控制系统设计中，通常在性能指标要求较高的控制系统设计中，通常兼用串联校正与反馈校正两种方式。兼用串联校正与反馈校正两种方式。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。设计方法设计方法 在控制系统设计中，一般依据性能指标的形在控制系统设计中，一般依据性能指标的形式来决定应采用的方法。式来决定应采用的方法。如果性能指标以单位阶跃响应的峰值时间、如果性能指标以单位阶跃响应的峰值时间、调节时间、超调、阻尼比、稳态误差等时域特征

7、调节时间、超调、阻尼比、稳态误差等时域特征量给出时，一般采用量给出时，一般采用根轨迹法设计校正根轨迹法设计校正；如果性能指标以系统的相角裕度、幅值裕度如果性能指标以系统的相角裕度、幅值裕度、谐振峰值、闭环带宽等频域特征量给出时，一、谐振峰值、闭环带宽等频域特征量给出时，一般般采用频率法设计校正采用频率法设计校正。目前工程技术界多习惯采用频率法，故常常目前工程技术界多习惯采用频率法，故常常要通过要通过近似公式近似公式进行两种指标的互换。进行两种指标的互换。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6-1 系统的设计与校正问题系

8、统的设计与校正问题严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。系统的设计与校正问题系统的设计与校正问题一、性能指标二、带宽的确定三、校正方式四、控制规律严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.1.1.1.性能指标性能指标性能指标性能指标不同的控制系统不同的控制系统,对性能指标的要求侧重点不同。对性能指标的要求侧重点不同。在控制系统设计中在控制系统设计中,采用的设计方法通常依据性采用的设计方法通常依据性能指标的形式而定能指标的形式而定,一般有根轨迹法和频

9、率法两种。一般有根轨迹法和频率法两种。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。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振峰值谐振峰值谐振频率谐振频率带宽频率带宽频率截止频率截止频率严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。高阶系统频域指标与时域指标的关系高阶系统频域指标与时域指标的关系相角裕度相角裕度超调量超调量调节时

10、间调节时间谐振峰值谐振峰值超调量超调量调节时间调节时间严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.2.2.2.系统带宽的选择系统带宽的选择系统带宽的选择系统带宽的选择 为了使系统能够准确复现输入信号，要求系统为了使系统能够准确复现输入信号，要求系统为了使系统能够准确复现输入信号，要求系统为了使系统能够准确复现输入信号，要求系统具有较大的带宽；从抑制噪声的角度来看具有较大的带宽；从抑制噪声的角度来看具有较大的带宽；从抑制噪声的角度来看具有较大的带宽；从抑制噪声的角度来看,又不希又不希又不希又不希望带宽过大，因此在系统设计时，

11、必须选择合适的望带宽过大，因此在系统设计时，必须选择合适的望带宽过大，因此在系统设计时，必须选择合适的望带宽过大，因此在系统设计时，必须选择合适的系统带宽。系统带宽。系统带宽。系统带宽。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。噪声噪声输入输入信号信号系统带宽的确定系统带宽的确定严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（1）串联校正与反馈校正串联校正与反馈校正3.3.3.3.常用校正方法常用校正方法常用校正方法常用校正方法严格执行突发事件上报制度、校外活

12、动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。在性能指标要求较高的控制系统中，常常兼在性能指标要求较高的控制系统中，常常兼用串联校正和反馈校正用串联校正和反馈校正。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（2）前馈校正前馈校正前馈校正（对扰动的补偿）前馈校正（对扰动的补偿）前馈校正（对给定值处理）前馈校正（对给定值处理）严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做

13、到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（3）复合校正复合校正严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。4.4.4.4.基本控制规律（含校正装置的控制器）基本控制规律（含校正装置的控制器）基本控制规律（含校正装置的控制器）基本控制规律（含校正装置的控制器）（1）比例控制规律（）比例控制规律（P）严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。对系统性能的影响正好相反。对系统性能的影响正好相反。Kp1Kp1开环增益加大，稳态误差减小；幅值穿越频率增大，

14、过开环增益加大，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。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。原系统稳定裕量充分大时才采用比例控制。Kp1Kp1严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。特点：提高系统开环增益，减小系统稳态误特点：提高系统开环增益，减小系统稳态误差，但会降低系统的相对稳定性。差，但会降低系统的相对稳定性。比例控制器实质是一种增益可调的放大器比例控制器实质是一种增益可调的放大器严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制

15、止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（2）比例）比例微分控制规律（微分控制规律（PD）特点：特点：PDPD控制控制规规律中的微分控制律中的微分控制规规律能反映律能反映输输入信号的入信号的变变化化趋势趋势，产产生有效的早期修正信号，以增加系生有效的早期修正信号，以增加系统统的阻尼程的阻尼程度，从而改善系度，从而改善系统统的的稳稳定性。在串定性。在串联联校正校正时时，可使系，可使系统统增增加一个加一个 的开环零点，使系统的相角裕度提高，因的开环零点，使系统的相角裕度提高，因此有助于系统动态性能的改善。此有助于系统动态性能的改善。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发

16、现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。转折频率转折频率 1 1=K Kp p/T/Td d预先作用预先作用抑制阶跃响应的超调抑制阶跃响应的超调 缩短调节时间缩短调节时间 降低抗高频干扰能力降低抗高频干扰能力严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。相位裕量增加，稳定相位裕量增加，稳定 性提高；性提高；c c增大，快速性提高增大，快速性提高KpKp1 1时，系统的稳时，系统的稳 态性能没有变化。态性能没有变化。高频段增益上升，可高频段增益上升，可 能导致执行元件输出能导致执行元件输出 饱和，并且降低了系饱和，并且降低了系

17、 统抗干扰的能力；统抗干扰的能力；微分控制仅仅在系统的微分控制仅仅在系统的瞬态过程中起作用，一瞬态过程中起作用，一般不单独使用。般不单独使用。PDPD控制通过引入微控制通过引入微分作用改善了系统的分作用改善了系统的动态性能动态性能严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（3）积分控制规律（）积分控制规律（I）为可调比例系数为可调比例系数 在串联校正中，采用积分控制器可以提高系在串联校正中，采用积分控制器可以提高系统的型别（无差度），有利于提高系统稳态性能，统的型别（无差度），有利于提高系统稳态性能，但积分控制增加了一个位于

18、原点的开环极点，使但积分控制增加了一个位于原点的开环极点，使信号产生信号产生9090的相角滞后，对系统的稳定不利。的相角滞后，对系统的稳定不利。所以不宜采用单一的积分控制器。所以不宜采用单一的积分控制器。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（4）比例）比例积分控制规律（积分控制规律（PI）为为可可调调比例系数比例系数为可调积分时间系数为可调积分时间系数 增加开环极点，提高型别，减小稳态误差。左半增加开环极点，提高型别，减小稳态误差。左半平面的开环零点，提高系统的阻尼程度，缓和平面的开环零点，提高系统的阻尼程度，缓和PI

19、PI极点极点对系统产生的不利影响。只要积分时间常数足够大，对系统产生的不利影响。只要积分时间常数足够大，PIPI控制器对系统的不利影响可大为减小。控制器对系统的不利影响可大为减小。PI PI控制器主要用来改善控制系统的稳态性能。控制器主要用来改善控制系统的稳态性能。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。转折频率转折频率 1 1=1/=1/（K Kp pT Ti i）一个积分环节一个积分环节 提高系统的稳态精度提高系统的稳态精度一个开环零点弥补积分环节对系统稳定性的不利影响一个开环零点弥补积分环节对系统稳定性的不利影响严格

20、执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。KpKp1 1系统型次系统型次 提提高，稳态性高，稳态性 能改善。能改善。相位裕量减相位裕量减 小，稳定程小，稳定程 度变差。度变差。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Kp 1Kp 1系统型次提高，系统型次提高，稳态性能改善；稳态性能改善；系统从不稳定变系统从不稳定变 为稳定；为稳定；c c减小，快速性减小，快速性 变差。变差。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并

21、处理各类违纪行为或突发事件。通过引入积分控制作用以改善系统的稳态性能。通过引入积分控制作用以改善系统的稳态性能。通过比例控制作用来调节积分作用所导致相角滞通过比例控制作用来调节积分作用所导致相角滞后对系统的稳定性所带来的不利影响。后对系统的稳定性所带来的不利影响。由于由于 ，导致引入，导致引入PIPI控制器后，控制器后，系统的相位滞后增加，因此，若要通过系统的相位滞后增加，因此，若要通过PIPI控制器改控制器改善系统的稳定性，必须有善系统的稳定性，必须有K Kp p 1 1，以降低系统的幅以降低系统的幅值穿越频率。值穿越频率。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发

22、现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（5）比例）比例积分积分微分控制规律（微分控制规律（PID）如果如果有：有：严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Kp1严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。在低频段，PID控制器通过积分控制作用,改善了系统的稳态性能；在中频段，PID控制器通过微分控制作用,有效地提高了系统的动态性能。近似有：通常PID 控制器中 i Td）严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇

23、报并处理各类违纪行为或突发事件。在工业控制系统中，广泛使用在工业控制系统中，广泛使用PID，可以，可以在提高系统稳态性能的同时，提高系统的动态在提高系统稳态性能的同时，提高系统的动态性能。性能。l 增加一个极点，提高型别，稳态性能增加一个极点，提高型别，稳态性能l 两个负实零点，动态性能比两个负实零点，动态性能比PIPI更具优越性更具优越性l I I积分发生在低频段，稳态性能积分发生在低频段，稳态性能(提高提高)D D微分发生在高频段，动态性能微分发生在高频段，动态性能(改善改善)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。三

24、频段的概念三频段的概念严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。关于低频段、中频段、高频段（开环）关于低频段、中频段、高频段（开环）低频段：低频段：通常是指开环幅频特性在第一个转折频率通常是指开环幅频特性在第一个转折频率以前的区段。在这个区段完全由积分环节和开环增以前的区段。在这个区段完全由积分环节和开环增益决定，它主要反映闭环系统的精确性；益决定，它主要反映闭环系统的精确性；中频段：中频段：通常是指开环幅频特性在剪切频率附近的通常是指开环幅频特性在剪切频率附近的区段。这个区段的特性集中反映闭环系统的稳定性区段。这个区段的特

25、性集中反映闭环系统的稳定性和快速性；和快速性；高频段：高频段：通常是指开环幅频特性在中频段以后的区通常是指开环幅频特性在中频段以后的区段。这个区段的特性直接反映闭环系统对输入端高段。这个区段的特性直接反映闭环系统对输入端高频干扰信号的抑制能力。频干扰信号的抑制能力。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6-2 常用校正装置及其特性常用校正装置及其特性严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。常用校正装置常用校正装置:无源无源网络、网络、有源有源网络。网

26、络。1.1.无源校正装置（无源校正装置（阻容元件）阻容元件）常用的有：超前网络、迟后网络、迟后常用的有：超前网络、迟后网络、迟后-超前网络。超前网络。优点：优点：校正元件的特性比较稳定。校正元件的特性比较稳定。缺点：缺点：由于输出阻抗较高而输入阻抗较低，需由于输出阻抗较高而输入阻抗较低，需要另加放大器并进行隔离要另加放大器并进行隔离;没有放大增益，只没有放大增益，只有衰减。有衰减。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.2.有源校正装置（阻容电路有源校正装置（阻容电路+线性集成运算放线性集成运算放大器）大器）常用的有源

27、校正装置有：常用的有源校正装置有：PIPI、PDPD、PIDPID及及滤波型调节器滤波型调节器等。等。优点：优点：带有放大器，增益可调，使用方便灵活。带有放大器，增益可调，使用方便灵活。缺点：缺点：特性容易漂移。特性容易漂移。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（1）无源超前校正网络）无源超前校正网络 电路形式电路形式 U2U1R2R1C 传递函数传递函数 假设该网络信号源的阻抗很小，可以忽略不假设该网络信号源的阻抗很小，可以忽略不计，而输出负载的阻抗为无穷大，则其传递函计，而输出负载的阻抗为无穷大，则其传递函数为：数

28、为：严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。时间常数时间常数分度系数分度系数严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。时间常数时间常数分度系数分度系数注：采用无源超前网注：采用无源超前网络进络进行串行串联联校正校正时时，整个系整个系统统的开的开环环增益要下降增益要下降因此需要提高放大器增益加以因此需要提高放大器增益加以补偿补偿倍倍带带有附加放大器的无有附加放大器的无源超前校正网源超前校正网络络此时的传递函数此时的传递函数严格执行突发事件上报制度、校外活动

29、报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。超前网络的零极点分布超前网络的零极点分布故超前网络的负实零点总是位于负实故超前网络的负实零点总是位于负实极点之右，两者之间的距离由常数极点之右，两者之间的距离由常数 决定。决定。可知改变可知改变 和和T(T(即电路的参数即电路的参数 )的的数值，超前网络的零极点可在数值，超前网络的零极点可在s s平面的负实轴任平面的负实轴任意移动。意移动。由于由于严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。若通过提高放大器的放大系数来补偿网络若通过提高放大器的放大系

30、数来补偿网络对开环放大系数的衰减，则有：对开环放大系数的衰减，则有：aTs+1GC（S）=TS+1 特点特点）采用超前网络进行串联校正时，将会使得整采用超前网络进行串联校正时，将会使得整个系统的开环增益下降个系统的开环增益下降a a倍，故需要提高放大器的倍，故需要提高放大器的增益来弥补；增益来弥补；严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。）因因a a 1,1/T1,1/T1/aT,1/aT,即改变即改变a,Ta,T时可以改变时可以改变G GC C（S S）的零点与极点在负实轴上的位置。）的零点与极点在负实轴上的位置。无源超

31、前网络无源超前网络G GC C（S S）的对数频率特性）的对数频率特性 Lc（）=20lg（aT）2 2+120lg（T）2 2+1 0 0 1/1/aT =20 =20lgaT 1/1/aT1/T 20 20lga1/1/TC（）=arctg(a=arctg(aT)arctg(arctg(T)分析分析C C（）的单调性：）的单调性：因因C（）=aT/（aT）2 2+1T/（T）2 2+1=(a-1)(1-=(a-1)(1-aT2 22 2)T/（aT）2 2+1（T）2 2+1由于由于a a 1 1，所以，所以 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇

32、报并处理各类违纪行为或突发事件。当当1-1-aT2 22 20,0,即即1/1/Ta时时,C（）单调上升；）单调上升；当当1-1-aT2 22 20,0,即即1/1/Ta时时,C（）单调下降；）单调下降；故当故当m=1/m=1/Ta时，时，C（）具有极大值）具有极大值m（mm）。）。此时，此时，m（m）=arctg=arctg（a-1a-1）/2/2a=arcsin（a-1）/（a+1）LcLc（mm）=10=10 lg a a且且 m=1/m=1/Ta=1 12 2-称为最大超前角频率；称为最大超前角频率；故：无源超前网络故：无源超前网络G GC C（S S）的对数频率特性曲线）的对数频率特

33、性曲线为为 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。超前校正装置可提供正的相位角，超前校正装置可提供正的相位角，可弥补被校正系统的相角裕量的不足可弥补被校正系统的相角裕量的不足严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。正好处于频率正好处于频率与的几何中心的几何中心的几何中心为的几何中心为即几何中心即几何中心为为严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。结论：结论：)在网络的整个特性内即

34、在网络的整个特性内即（0 0，）内，）内，输出信号比输入信号的相角都是超前的，且在输出信号比输入信号的相角都是超前的，且在（1/aT1/aT，1/T1/T）内超前明显，即微分作用）内超前明显，即微分作用最强；最强；）m m（m m）=arctg=arctg（a-1a-1）/2a/2a Lc Lc（mm）=10 lg a =10 lg a 都仅由分度系数都仅由分度系数a a决定，且最大超前角频率决定，且最大超前角频率m m是是1 1=1/aT=1/aT和和2 2=1/T=1/T的几何中心；的几何中心；）分度系数分度系数a a的值（一般的值（一般a20a20）越大，超前网）越大，超前网络的微分作用

35、越强。络的微分作用越强。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。电路形式电路形式 U2U1R2R1C（2）无源滞后校正网络）无源滞后校正网络 传递函数传递函数 如果信号源的内部阻抗为零，负载阻抗为无如果信号源的内部阻抗为零，负载阻抗为无穷大，则滞后网络的传递函数为：穷大，则滞后网络的传递函数为：严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。时间时间常数常数分度系数分度系数U2U1R2R1C严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现

36、、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。无源滞后网络无源滞后网络G GC C（S S）的对数频率特性）的对数频率特性 同理可得同理可得 故当故当=1/Tb=1/Tb 时，时，C C（）具有）具有极大值极大值m m（mm）。）。m=1/m=1/Tb-称为最大滞后角频率；称为最大滞后角频率；此时，此时，m（m）=arctg=arctg（1-1-b）/2/2b=arcsin（1-b）/（1+b）LcLc（mm）=10=10 lg b严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。故故 无源滞后网络无源滞后网络G GC C（S S）的对

37、数频率特性曲线为）的对数频率特性曲线为 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。结论：结论：)在网络的整个特性内即在网络的整个特性内即（0 0，）内，输）内，输出信号比输入信号的相角都是滞后的，且在出信号比输入信号的相角都是滞后的，且在（1/T1/T，1/b T1/b T）内滞后明显，即积分作用最）内滞后明显，即积分作用最强；强；）m m（m m）=arctg=arctg（1-b1-b）/2b/2b Lc Lc（mm）=10 lg b =10 lg b 都仅由分度系数都仅由分度系数b b决定，且最大滞后角频率决定，且最大滞

38、后角频率m m是是1 1=1/T=1/T和和2 2=1/b T=1/b T的几何中心；的几何中心；）分度系数分度系数b b的值一般根据下式确定：的值一般根据下式确定：1/b T=1/b T=0.10.1c c ，其中，其中c c为校正后的开环截止频率。为校正后的开环截止频率。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。此时，滞后网络在此时，滞后网络在 处产生的相角迟后按下式确定处产生的相角迟后按下式确定:无无源源滞滞后后网网络络对对低低频频有有用用信信号号不不产产生生衰衰减减，而而对对高高频频信信号号有有削削弱弱作作用用，b1

39、b1值值越越小小，削削弱弱的的效效果果越越强强。滞滞后后校校正正主主要要是是利利用用其其高高频频幅幅值值衰衰减减特特性性，降降低低系系统统的的开开环环截截止止频频率率，从从而而提提高高系系统统的的相相角角裕裕度度。通通常常，选选择择滞滞后后网网络络参参数数时时，使使网网络络的的交交接接频频率率1/bT1/bT远小于远小于 ，一般取，一般取严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（3）滞后超前校正）滞后超前校正n为了全面提高系统的动态品质，使稳态精度、为了全面提高系统的动态品质，使稳态精度、快速性和振荡性均有所改善，可同时采

40、用快速性和振荡性均有所改善，可同时采用滞后滞后超前超前 校正，并配合增益的合理调整。校正，并配合增益的合理调整。n鉴于超前校正的转折频率应选在系统中频段，鉴于超前校正的转折频率应选在系统中频段，而滞后校正的转折频率应选在系统的低频段，而滞后校正的转折频率应选在系统的低频段，因此可知因此可知滞后滞后超前超前串联校正的传递函数的一串联校正的传递函数的一般形式应为般形式应为严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。电路形式电路形式 C1U2U1R2R1C2U2（S）（R1C1S+1）（）（R2C2S+1）GC（S）=U1（S）（R

41、1C1S+1）（）（R2C2S+1）+R1C2S（TaS+1）（）（TbS+1）=TaTbS2+（Ta+Tb+Tab）S+1 传递函数传递函数 其中：其中：Ta=R1C1；Tb=R2C2；Tab=R1C2严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（TaS+1）（）（TbS+1）GC（S）=（T1S+1）（）（T2S+1）设设G GC C（S S）可以化为以下形式：）可以化为以下形式：则则 T T1 1 T T2 2=T=Ta a T Tb b 及及 T T1 1+T+T2 2 =T =Ta a+T+Tb b+T+Tabab若

42、设若设 T T1 1T Ta a，且，且T Ta a/T/T1 1=T=T2 2/T/Tb b=1/=1/（TaS+1）（）（TbS+1）GC（S）=（T1S+1）（）（T2S+1）则则 1 1，T T1 1=T=Ta a ，T Tb b=T=T2 2故有：故有：严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。所以所以 T T1 1T Ta aT Tb bT T2 2即：即：1/Ta a 1/Ta a1/Tb b/Tb b而且，上式表明，前一部分为滞后校正，后一部分为超而且，上式表明，前一部分为滞后校正，后一部分为超前校正。前校正

43、。无源滞后无源滞后-超前网络超前网络GC（S）的对数频率特性）的对数频率特性严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。结论：结论：)在在低低频频部部分分，幅幅频频曲曲线线具具有有负负斜斜率率、负负相相移移，相相角角是是滞滞后后的的，起起滞滞后后校校正正作作用用；在在高高频频部部分分，幅幅频频曲曲线线具具有有正正斜斜率率、正正相相移移，相相角角是是超超前前的的，起超前校正作用；起超前校正作用；）在只有滞后校正或超前校正难以满足系统的在只有滞后校正或超前校正难以满足系统的稳态和动态性能要求时，才考虑采用滞后稳态和动态性能要求时，

44、才考虑采用滞后-超前网超前网络来校正系统。络来校正系统。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。小结：小结：n优先调整被控对象，其次才考虑增加校正优先调整被控对象，其次才考虑增加校正网络；（网络；（compensatorcompensator）n根据性能指标选择设计方法；根据性能指标选择设计方法；（时域：根轨迹法；频域：频域方法）（时域：根轨迹法；频域：频域方法）n根据性能要求选择不同的校正网络。根据性能要求选择不同的校正网络。（超前校正：动态性能；滞后校正：稳态精（超前校正：动态性能；滞后校正：稳态精度）度）严格执行突发

45、事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6-3 串联校正串联校正严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。本节介绍在开环系统对数频率特性基础上，本节介绍在开环系统对数频率特性基础上，本节介绍在开环系统对数频率特性基础上，本节介绍在开环系统对数频率特性基础上，以满足稳态误差、开环系统截止频率和相角裕度以满足稳态误差、开环系统截止频率和相角裕度以满足稳态误差、开环系统截止频率和相角裕度以满足稳态误差、开环系统截止频率和相角裕度等要求为出发点，进行串联校正的方法。等要求为

46、出发点，进行串联校正的方法。等要求为出发点，进行串联校正的方法。等要求为出发点，进行串联校正的方法。在线性控制系统中，常用的校正装置设计方在线性控制系统中，常用的校正装置设计方在线性控制系统中，常用的校正装置设计方在线性控制系统中，常用的校正装置设计方法有分析法和综合法两种。法有分析法和综合法两种。法有分析法和综合法两种。法有分析法和综合法两种。分析法又称试探法，分析法又称试探法，分析法又称试探法，分析法又称试探法，综合法又称期望特性法，综合法又称期望特性法，综合法又称期望特性法，综合法又称期望特性法，它们仅适用于最小相位系统。它们仅适用于最小相位系统。它们仅适用于最小相位系统。它们仅适用于最

47、小相位系统。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。串联校正串联校正:即校正装置串接在要校正系统的前向通道中的即校正装置串接在要校正系统的前向通道中的校正方式。校正方式。串联校正装置的设计串联校正装置的设计 要根据系统的控制性能指标要求，确定系统的校正要根据系统的控制性能指标要求，确定系统的校正方式、校正装置的形式与参数等。方式、校正装置的形式与参数等。一般而言，在一般而言，在BodeBode图中：图中：低频段低频段 稳态性能稳态性能 开环频率特性的开环频率特性的 中频段中频段 动态性能动态性能 闭环系统中。闭环系统中。高

48、频段高频段 噪声抑制能力噪声抑制能力相应地，校正的目标：相应地，校正的目标：低频段：开环增益充分大，低频段：开环增益充分大，以满足以满足e essss要求；要求；中频段：中频段：BodeBode图的斜率控制在图的斜率控制在-20dB/dec-20dB/dec，以保证合适的，以保证合适的；高频段：增益尽快减小，以削弱噪声的影响。高频段：增益尽快减小，以削弱噪声的影响。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。一、串联超前校正一、串联超前校正 串联超前校正的设计步骤：串联超前校正的设计步骤：1 1）根据）根据e essss要求，

49、确定开环增益要求，确定开环增益K K；2 2）计算未校正系统的相角裕度）计算未校正系统的相角裕度；3）根据要求的系统截止频率根据要求的系统截止频率c，计算出超前网络的参，计算出超前网络的参数数a和和T；并选取并选取m=c，以保证系统的响应速度，充，以保证系统的响应速度，充分利用网络的相角超前特性。此时，应有：分利用网络的相角超前特性。此时，应有：Lc（m）=L（c）=10lga而而L（c）可从图中读出，因此根据上式及）可从图中读出，因此根据上式及T=1/ma计算出计算出a及及T。从而可确定校正装置的传递。从而可确定校正装置的传递函数函数GC（S）；）；严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度

50、等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。4 4）验证已校正后的系统相角裕度）验证已校正后的系统相角裕度等是否达到要求；等是否达到要求；根据是：根据是：=m+（c）是否成立。）是否成立。其中其中m-超前网络最大相角；超前网络最大相角；（c）-未校正系统在未校正系统在c处的相角处的相角裕度；裕度；若上式不成立，则需提高若上式不成立，则需提高mc，再重复，再重复3）-4）步骤。步骤。5）根据超前网络的参数，确定网络中各元件参数（数根据超前网络的参数，确定网络中各元件参数（数值）。值）。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处