控制系統(tǒng)的校正(2)-全文預(yù)覽
【正文】 分（ PI）控制規(guī)律 (615) 為可調(diào)積分時(shí)間系數(shù) PI控制器主要用來改善控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。 )( sR )( sE )( sM)( sC)11(sTKip ?PI控制器 ??? tipp dtteTKteKtm0 )()()(輸出信號(hào) )(tm 同時(shí)與其輸入信號(hào)及輸入信號(hào)的積分成比例。 iK為可調(diào)比例系數(shù) )(te 消失后，輸出信號(hào) )(tm有可能是一個(gè)不為零的常量。 PD控制規(guī)律中的微分控制規(guī)律能反映輸入信號(hào)的變化趨勢(shì)，產(chǎn)生有效的早期修正信號(hào)，以增加系統(tǒng)的阻尼程度，從而改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問題 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo) 時(shí)域指標(biāo) 穩(wěn)態(tài) 型別、靜態(tài)誤差系數(shù) 動(dòng)態(tài) 超調(diào)、調(diào)整時(shí)間 頻域指標(biāo) 開環(huán)頻率、閉環(huán)帶寬、諧振峰值、諧振頻率 增益穿越頻率、幅值裕度和相位裕度 5 (1)二階系統(tǒng)頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系 201212 ????? ???rM諧振頻率 221 ??? ?? nr帶寬頻率 1)21(21 222 ????? ???? nb截止頻率 24 214( ???? ??? nc相位裕度 24 2142??????? a r c tg (65) 諧振峰值 (61) (62) (63) (64) 超調(diào)量 %100% 21 ?? ?????? e調(diào)節(jié)時(shí)間 nSt ??? ?? tgtSc7? (67) (66) 6 諧振峰值 ?sin1?rM超調(diào)量 )1( ????? rr MM?調(diào)節(jié)時(shí)間 csKt???)1()1( 2 ??????? rrr MMMK(2)高階系統(tǒng)頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo) (68) (69) (610) 7 既能以所需精度跟蹤輸入信號(hào)，又能擬制噪聲擾動(dòng)信號(hào)。 Design and Compensation Techniques 3 輸 出 量串 聯(lián)補(bǔ) 償 元 件放 大 元 件 執(zhí) 行 元 件 被 控 對(duì) 象反 饋補(bǔ) 償 元 件測 量 元 件局 部 反 饋為 改 善 系 統(tǒng) 性 能測量元件被控對(duì)象執(zhí)行元件局部反饋放大元件串聯(lián)補(bǔ)償主反饋反饋補(bǔ)償為改善系統(tǒng)性能輸入量 輸出量在實(shí)際過程中，既要理論指導(dǎo)，也要重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，往往還要配合許多局部和整體的試驗(yàn)。1 第六章 控制系統(tǒng)的校正方法 2 基于一個(gè)控制系統(tǒng)可視為由控制器和被控對(duì)象兩大部分組成，當(dāng)被控對(duì)象確定后，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)際上歸結(jié)為對(duì)控制器的設(shè)計(jì)，這項(xiàng)工作稱為對(duì)控制系統(tǒng)的校正。 本章討論另一命題，即如何根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先給定的性能指標(biāo)，去設(shè)計(jì)一個(gè)能滿足性能要求的控制系統(tǒng)。 4 目前，工業(yè)技術(shù)界多習(xí)慣采用頻率法，故通常通過近似公式進(jìn)行兩種指標(biāo)的互換。 如果輸入信號(hào)的帶寬為 M?~0則 Mb ?? )10~5(? (611) 請(qǐng)看系統(tǒng)帶寬的選擇的示意圖 選擇要求 8 dB )( ?L0帶 寬?b?33?0?M?1?n?)( ?j?)( ?jR)( ?jN)0( j?)0(7 0 j?圖 61 系統(tǒng)帶寬的選擇 噪聲 輸入信號(hào) 9 校 正 方 式 串聯(lián)校正 )( sR )( sC)( sG)( sH)( sE)( sc?)( sG o反饋校正 )( sR)( sC)( sH)( sE)( sGo?)( sGc?校正裝置 校正裝置 前饋校正 復(fù)合校正 10 前饋校正 復(fù)合校正 )( sR )( sC)( sG)( sH)( sE?)( sG c)( sC)( sG)( sN)( sG c(b)前饋校正（對(duì)擾動(dòng)的補(bǔ)償） (a)前饋校正（對(duì)給定值處理） ++R ( s ) E ( s )N ( s )C ( s )圖 3 2 6 按 擾 動(dòng) 補(bǔ) 償 的 復(fù) 合 控 制 系 統(tǒng))(2sG)(1sG)( sGn11 (b) 按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制 )( sR )( sG)( sE)(1s )( sG )(2s)( sH)( sC)( sN)( sGc?反饋校正 不需要放大器，可消除系統(tǒng)原有部分參數(shù)波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響 串聯(lián)校正 串聯(lián)校正裝置 有源 參數(shù)可調(diào)整 在性能指標(biāo)要求較高的控制系統(tǒng)中，常常兼用串聯(lián)校正和反饋校正 12 （ 1）比例（ P）控制規(guī)律 )()( teKtm p? (612) )( tr )( tm)( tc)( tepK )( sR )( sE )( sM)( sC)1( sK p ??（ a） P控制器 (b) PD控制器 （ 2）比例 微分（ PD）控制規(guī)律 dttdeKteKtmpp)()()( ??? (613) 提高系統(tǒng)開環(huán)增益，減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，但會(huì)降低系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。 ?? ti dtteKtm 0 )()( (614) 輸出信號(hào) )(tm 與其輸入信號(hào)的積分成比例。 14 具有積分比例 積分控制規(guī)律的控制器，稱為 PI控制器。只要積分時(shí)間常數(shù) iT足夠大， PI控制器對(duì)系統(tǒng)的不利影響可大為減小。在這種情況下，需在系統(tǒng)的前向通路中增加超前校正裝置，以實(shí)現(xiàn)在開環(huán)增益不變的前題下，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能亦能滿足設(shè)計(jì)的要求。 ?T1?T?1?0j由于 )的數(shù)值， 21 ? 對(duì)應(yīng)式 (619)得 22 )(1lg20)(1lg20)(lg20 ??? TaTsG c ????(620) ???? a r ct g Ta r ct g a Tc ??)(畫出對(duì)數(shù)頻率特性如圖 610所示。39。滯后網(wǎng)絡(luò)怎么能提高系統(tǒng)的相角裕度呢？
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