【正文】 參數(shù)，特別是對(duì)已校正系統(tǒng)的高頻特性有要求時(shí)，采用頻域法校正較其它方法更為簡(jiǎn)便。 在頻域內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是一種間接設(shè)計(jì)方法。 圖中 ， U1為輸入信號(hào) ， U2為輸出信號(hào) 。 綜合法有廣泛的理論意義 ， 但希望的校正裝置傳函可能相當(dāng)復(fù)雜 ， 在物理上難以實(shí)現(xiàn) 。 綜合法又稱期望特性法 。 分析法又稱試探法 。 反饋校正：其輸入信號(hào)直接取自輸出信號(hào) ， 校正裝置費(fèi)用高 ， 調(diào)整不方便 ， 但是可以獲得高靈敏度與高穩(wěn)定度 。 究竟選用哪種校正方式 ， 取決于系統(tǒng)中的信號(hào)性質(zhì) 、 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方便性 、 可供選用的元件 、 抗擾性要求 、 經(jīng)濟(jì)性要求 、 環(huán)境使用條件以及設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)等因素 。 復(fù)合校正方式是在反饋控制回路中，加入前饋校正通路，組成一個(gè)有機(jī)整體，有按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制形式和按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制形式。 這種校正方式的作用相當(dāng)于對(duì)給定值信號(hào)進(jìn)行整形或?yàn)V波后 ， 再送入系統(tǒng)；另一種前饋校正裝置接在系統(tǒng)可測(cè)擾動(dòng)作用點(diǎn)與誤差測(cè)量點(diǎn)之間 ，對(duì)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行直接或間接測(cè)量 ， 并經(jīng)變換后接入系統(tǒng) ， 形成一條附加的對(duì)擾動(dòng)影響進(jìn)行補(bǔ)償?shù)耐ǖ?。 串聯(lián)校正裝置 一般接在系統(tǒng)誤差測(cè)量點(diǎn)之后和放大器之前 ， 串接于系統(tǒng)前向通道之中； 反饋校正裝置 接在系統(tǒng)局部反饋通道之中 。 6 加入校正裝置后使未校正系統(tǒng)的缺陷得到補(bǔ)償，這就是校正的作用。 所謂的 “ 校正 ” ，就是在原系統(tǒng)中加入一些參數(shù)可以根據(jù)需要而改變的機(jī)構(gòu)或裝置，使系統(tǒng)整個(gè)特性發(fā)生變化，從而滿足給定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。而改變未校正系統(tǒng)的其它參數(shù)都是比較困難 的。 4 ? L(?)/dB ?(?) ?180? ? =0 ? ? ?c 如下圖系統(tǒng)開環(huán)伯德圖 : G(s) G(s)/k1 5 其中 G(s)是根據(jù)給定的穩(wěn)態(tài)誤差指標(biāo)設(shè)計(jì)的，但此時(shí)的相角裕度 ? =0， 系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊界上，不能正常工作。 如調(diào)速系統(tǒng)對(duì)平穩(wěn)性和穩(wěn)態(tài)精度要求嚴(yán)格 ， 而隨動(dòng)系統(tǒng)則對(duì)快速性期望更高 。 常見的時(shí)域指標(biāo)有： ess ?p% tr ts 系統(tǒng)的無(wú)差度 N 等； 常見的 頻 域指標(biāo)有： ?c h ? 20lgh 和 ?r ?b Mr等 。 3 自動(dòng)控制系統(tǒng)是根據(jù)它所完成的具體任務(wù)設(shè)計(jì)的 。 但無(wú)論如何 ， 對(duì)受控對(duì)象要作充分的了解是不容置疑的 。 某些生產(chǎn)過(guò)程的合理控制可以大大簡(jiǎn)化工藝設(shè)備 。1 第六章 控制系統(tǒng)的校正 主要內(nèi)容： 2 校正的基本概念 校正的定義 被控對(duì)象和控制裝置同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)是比較合理的 。充分發(fā)揮控制的作用 ， 往往能使被控對(duì)象獲得特殊的 、良好的技術(shù)性能 ， 甚至使復(fù)雜的被控對(duì)象得以改造而變得異常簡(jiǎn)單 。 然而 ， 相當(dāng)多的場(chǎng)合還是先給定受控對(duì)象 ， 之后進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。 了解對(duì)象的工作原理和特點(diǎn) ， 如哪些參數(shù)需要控制， 哪些參數(shù)能夠測(cè)量 ， 可通過(guò)哪幾個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整 ， 對(duì)象的工作環(huán)境和干擾等等 。任務(wù)不同 ， 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的要求也不同 。 性能指標(biāo)不應(yīng)當(dāng)比完成所需要的指標(biāo)更高 。 在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，常常遇到初步設(shè)計(jì)出來(lái)的系統(tǒng)不能滿足已給出的所有性能指標(biāo)的要求。如把 G(s)所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)稱為 未校正系統(tǒng) ，雖然可以通過(guò)減小未校正系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)使相角裕度增加，如特性曲線 G(s )/k1所示，但穩(wěn)態(tài)誤差也要隨之增加，所以開環(huán)放大系數(shù)是不能減小的。這樣就得在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采取另外一些措施，即對(duì)系統(tǒng)加以 “ 校正 ” 。這一附加的裝置稱為 校正裝置 。 校正方式 常用的校正方式有串聯(lián)校正、反饋校正、前饋校正和復(fù)合校正四種。 串聯(lián) 校正 對(duì) 象 控制 器 反饋校正 7 前饋校正或順饋校正 ， 是在系統(tǒng)主反饋回路之外采用的校正方式 。 前饋 校正 對(duì) 象 控制 器 8 前饋校正可以單獨(dú)作用于開環(huán)控制系統(tǒng)，也可以作為反饋控制系統(tǒng)的附加校正而組成復(fù)合控制系統(tǒng)。 前饋校正 對(duì)象 控制器 9 G2(s) Gn(s) G1(s) G2(s) Gr(s) G1(s) 10 在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ， 常用的校正方式為串聯(lián)校正和反饋校正兩種 。 串聯(lián)校正：裝置簡(jiǎn)單 ， 調(diào)整靈活 ， 成本低 。 11 設(shè)計(jì)方法 在線性控制系統(tǒng)中 ， 常用的校正裝置設(shè)計(jì)方法有分析法和綜合法兩種 。 用分析法設(shè)計(jì)校正裝置比較直觀 ， 在物理上易于實(shí)現(xiàn) ， 但要求設(shè)計(jì)者有一定的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) ， 設(shè)計(jì)過(guò)程帶有試探性 。 這種設(shè)計(jì)方法從閉環(huán)系統(tǒng)性能與開環(huán)系統(tǒng)特性密切相關(guān)這一概念出發(fā) ， 根據(jù)性能指標(biāo)要求確定出希望開環(huán)特性的形狀 ， 然后與系統(tǒng)原有開環(huán)特性相比較 ， 從而確定校正方式 、 校正裝置的形式和參數(shù) 。 12 典型校正裝置 典型無(wú)源超前校正網(wǎng)絡(luò) 超前校正網(wǎng)絡(luò)的電路圖如下圖所示 。 應(yīng)當(dāng)指出 ， 不論是分析法或綜合法 ， 其設(shè)計(jì)過(guò)程一般僅適用于最小相位系統(tǒng) 。因?yàn)樵O(shè)計(jì)結(jié)果滿足的是頻域指標(biāo)，而不是時(shí)域指標(biāo)。 13 TsaT sas