華北電力大學(xué)于希寧教授自動控制理論第六章(已修改)
2025-05-28 10:18 本頁面
【正文】 第六章 線性控制系統(tǒng)的設(shè)計與校正 第一節(jié) 設(shè)計與校正的基本思想 第二節(jié) 根軌跡校正法 第三節(jié) 頻率特性校正法 第四節(jié) 局部反饋校正 第五節(jié) 復(fù)合控制校正 第一節(jié) 設(shè)計與校正的基本思想 ? 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)形式 ? 串聯(lián)校正裝置 ? 串聯(lián)反饋校正的基本方法 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)形式 ? 反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) ? 比例校正裝置的設(shè)計及存在問題 ? 通常需要進(jìn)行穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能及動態(tài)性能的綜合設(shè)計。設(shè)計指標(biāo)范圍廣、水平高，因此存在一定的設(shè)計難度。 ? 通常簡單設(shè)計方案和控制器很難同時滿足綜合指標(biāo)的要求。 ? 解決性能指標(biāo)不足的方法 ? 改變串聯(lián)校正裝置的形式 ? 改變控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 廣義被控對象 G(S)結(jié)構(gòu)、參數(shù)已知，選擇校正裝置 Gc(S)，與被控對象構(gòu)成串聯(lián)負(fù)反饋控制系統(tǒng)。 串聯(lián)校正裝置 ? 串聯(lián)校正裝置 Gc(s)的數(shù)學(xué)模型 ?根軌跡校正模型 （增加開環(huán)零極點改變系統(tǒng)特性） ?單零點校正： ?零極點超前校正： ?零極點滯后校正： ? 頻域校正模型 （增加積分環(huán)節(jié)、超前或滯后網(wǎng)絡(luò)改變系統(tǒng)特性） ?超前校正： ?滯后校正： ? 串聯(lián)校正裝置的物理實現(xiàn) 無源網(wǎng)絡(luò)、有源網(wǎng)絡(luò)、調(diào)節(jié)器、工業(yè)計算機(jī)。 )z(sk(s )G ccc ??)pz(0)p(s )z(sk( s )G ccc ccc ??? ??0)zp,zp(0)p(s )z(sk( s )G ccccc ccc ????? ??1)(a1)( T ss 1)( a T sk( s )G vcc ????1)(a1)( a T ss 1)( T sk( s )G vcc ????)11( sTsTK dip???( s )G c串聯(lián)反饋校正的基本方法 ? 根軌跡校正法 通過選擇串聯(lián)校正裝置， 1）使系統(tǒng)的閉環(huán)主導(dǎo)極點位于復(fù)平面上滿足動態(tài)指標(biāo)要求的希望位置上； 2）使系統(tǒng)的開環(huán)增益滿足靜態(tài)指標(biāo)要求。 ? 頻域校正法 通過選擇串聯(lián)校正裝置， 1）使系統(tǒng)的型別和開環(huán)增益滿足靜態(tài)指標(biāo)要求； 2）使系統(tǒng)擁有足夠的剪切頻率和相角裕量。 第二節(jié) 根軌跡校正法 ?根軌跡校正法的理論依據(jù) ?時域指標(biāo)與閉環(huán)主導(dǎo)極點位置的關(guān)系 ?校正裝置的形式 ?根軌跡動態(tài)校正法的思路及其校正裝置參數(shù)的計算 ?根軌跡靜態(tài)校正法的思路及其校正裝置參數(shù)的計算 根軌跡校正法的理論依據(jù) ? 根軌跡方程： ? 相位條件： ? 幅值條件： ? 通過選擇控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，使 S平面上滿足性能指標(biāo)的點成為根軌跡上的點即作為控制系統(tǒng)的希望閉環(huán)主導(dǎo)極點。 ? 根軌跡上的點應(yīng)該滿足相位條件，而幅值條件則通過根軌跡增益的取值確定。由此確定控制參數(shù)（ Zc、 Pc、 Kc）。 1( s )( s ) GG( s )G 0ck ???(s)G1) π(2k(s)G 0c ????1(s)(s)GG 0c ?0 時域指標(biāo)與閉環(huán)主導(dǎo)極點位置的關(guān)系 ? 閉環(huán)主導(dǎo)極點在 復(fù)平面的位置決定系 統(tǒng)動態(tài)指標(biāo) —— 超調(diào) 量、調(diào)節(jié)時間和峰值時間。 ? 閉環(huán)主導(dǎo)極點處的開環(huán)增益和系統(tǒng)開環(huán)極點在原點的個數(shù)(型別 )決定了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能。 等超調(diào)線 等調(diào)節(jié)時間線 等峰值時間線 S平面 根軌跡法校正時校正裝置的形式 )z(sk( s )G ccc ??)pz(0)p(s )z(sk( s )G cccccc ??
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