【正文】 正 系 統(tǒng) 的 相 角 裕 度 和 幅 值 裕 度 ，求 得 ， 完 全 滿 足 指 標 要 求 。常見的有被控量的速度、加速度反饋、執(zhí)行機構(gòu)的輸出及其速度的反饋；以及復雜系統(tǒng)的中間變量反饋等。 反饋校正系統(tǒng)方框圖 ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?2122121211,1,ccccGsG s G sG s G sG j G jGsGsGsG j G jG s G s G s????????開 環(huán) 傳 函如 果 則， 上 式 表 明 ， 反 饋 校 正 后 系 統(tǒng) 的 特 性幾 乎 與 被 反 饋 校 正 裝 置 包 圍 的 環(huán) 節(jié) 無 關 ； 而 當則， 表 明 ， 已 校 正 系 統(tǒng) 與 待 校 正 系 統(tǒng) 一 致 。 從控制的觀點來看，采用反饋校正不僅可以得到與串聯(lián)校正同樣的校正效果，而且還有許多串聯(lián)校正不具備的突出優(yōu)點。本節(jié)主要討論比例反饋校正和微分反饋校正的作用及反饋校正的設計方法。 上圖為振蕩環(huán)節(jié)被比例負反饋包圍的結(jié)構(gòu)圖 。39。 39。hKTT??139。1 hK?? ?? 其中 可以看到，比例負反饋改變了振蕩環(huán)節(jié)的時間常數(shù) T、阻尼比 ζ 和放大系數(shù) K的數(shù)值，并且均減小了。這與串聯(lián)校正中比例控制的作用主要是提高穩(wěn)態(tài)精度是不同的，比例反饋校正的主要作用是改善被包圍部分的動態(tài)特性。 閉環(huán)傳遞函數(shù) 0220() 1()1 ( ) ( 2 ) 1B ttGsGsG s K s T s T K s???? ? ? ?2 2 39。2tKT????其中 表明微分負反饋不改變被包圍環(huán)節(jié)的性質(zhì) ，但由于阻尼比增大 ， 使得系統(tǒng)動態(tài)響應超調(diào)量減小 、 振蕩次數(shù)減小 ， 改善了系統(tǒng)的平穩(wěn)性和過渡過程時間 ， 從而削弱了阻尼振蕩環(huán)節(jié)的不利影響 。 (若反饋環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 ， 則稱為加速度反饋 )。當被包圍部分 G2(s)內(nèi)部參數(shù)變化或受到作用于 G2(s)上的干擾影響時，由于負反饋的作用，將其影響下降 1+G2(s)Gc(s)倍，從而得到有效抑制。 可得其頻率特性為 )()(1)()()()(2321??????jGjGjGjGjGjGc??若選擇結(jié)構(gòu)參數(shù) ， 使 G(jω)可近似為 在這種情況下 ， G2(jω)部分的特性幾乎被反饋校正環(huán)節(jié)的特性取代 ， 反饋校正的這種取代作用 ， 在系統(tǒng)設計中常常用來改造不期望的某些環(huán)節(jié) ， 達到改善系統(tǒng)性能的目的 。 例 結(jié)構(gòu)圖 ?? 40?例題中的對數(shù)幅頻特性曲線 對數(shù)幅頻特性如前面圖中 L0(ω)所示。 確定期望的對數(shù)幅頻特性： 根據(jù)穩(wěn)態(tài)精度要求 ， 低頻段與未校正系統(tǒng)低頻段重合 。 (滿足 10s1 ωc 30s1的要求 )。 )(?期L確定反饋校正裝置： 對圖中的反饋校正系統(tǒng) ， 其開環(huán)傳遞函數(shù)為 )()(1)()()()(2321sGsGsGsGsGsGc??其頻率特性為 )()(1)()()()(2321??????jGjGjGjGjGjGc??采用近似分析方法 ， 即當 時 1)()(2 ??? jGjG c)()()()()()()()()(39。 ??? jGjGjG cc ?)()()()( 3210 ???? jGjGjGjG ?其中 對數(shù)幅頻特性為 )()()( 039。 近似作圖求得 Lc’(ω )曲線如圖中 Lc’(ω ) ， 由Lc’(ω )可寫出其對應的傳遞函數(shù) )1101)(181()()()( 239。????ssssGsGsG cc校驗性能指標 ， 開環(huán)截止頻率 ωc＝ 25s1 ， 相角裕量 滿足要求。 但是 ， 如果對系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)性能的要求都很高時 ， 或者系統(tǒng)存在強干擾時 ， 在工程中往往在串聯(lián)校正或局部反饋校正的同時 ， 再附加順饋 (前饋 )校正和干擾補償而組成控制系統(tǒng)的復合校正 。 由于 G2(s)一般形式比較復雜 ， 所以實現(xiàn)完全補償是比較困難的 ， 但做到滿足跟蹤精度的部分補償是完全可能的 。 在給定信號 r(t)作用下，上面結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的 誤差函數(shù) )()()( sCsRsE ??將 C(s)代入誤差函數(shù)表達式中，得 )()()(1)()(1)(212 sRsGsGsGsGsE c???則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 )(lim 0 ssEe sss ??)()()(1 )()(1lim2120sRsGsG sGsGs cs ???? 由上式在給定信號作用下，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差為零可確定前饋校正裝置 例 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如前圖所示，其中 G1(s)=1 )1)(1()(212 ??? sTsTsKsG 為消除系統(tǒng)跟蹤斜坡輸入信號時的穩(wěn)態(tài)誤差，求前饋校正裝置 Gc(s)。 要消除斜坡信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 ， 系統(tǒng)必須為 Ⅱ 型或 Ⅱ 型以上系統(tǒng) 。 綜上可以看到 ， 在反饋控制系統(tǒng)中引入前饋校正后： (1)可以提高系統(tǒng)的型別 ， 起到消除穩(wěn)態(tài)誤差的作用 ，提高了控制精度； (2)不影響閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 。 （ 3）不僅可以改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，而且還可改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。1 ( ) ( )cG s G s G s G sC s N sG s G s??? 只 考 慮 擾 動 對 輸 出 的 影 響 。 干擾補償?shù)膶嵸|(zhì)是利用雙通道原理 ， 利用干擾來補償干擾 ， 達到消除干擾對系統(tǒng)輸出的影響 。 另外 ， 由于干擾補償是一種開環(huán)控制 ， 所以， 校正裝置還應具有較高的參數(shù)穩(wěn)定性 。由這三種控制作用構(gòu)成的PI、 PD和 PID控制規(guī)律附加在系統(tǒng)中，可以達到校正系統(tǒng)特性的目的。根據(jù)校正裝置特性的不同分為超前校正、滯后校正、滯后 超前校正。 – 串聯(lián)校正是應用最為廣泛的校正方法，它利用在閉環(huán)系統(tǒng)的前向通道上加入合適的校正裝置，并按頻域指標改善波德圖的形狀，達到并滿足控制系統(tǒng)對性能指標的要求。需校正的控制系統(tǒng)往往來源于各個領域，故校正問題是關系到能否解決實際問題的關鍵。 – 反饋（ 并聯(lián) ） 校正是另外一種常用的校正方法，它除了可獲得與串聯(lián)校正相似的效果外，還可改變被其包圍的被控對象的特性，特別是在一定程度上抵消了參數(shù)波動對系統(tǒng)的影響。 – 前饋校正是一種利用擾動或輸入進行補償?shù)霓k法來提高系統(tǒng)的性能。 – 校正裝置分為有源和無源校正裝置。反饋校正的信號從高功率點傳向低功率點，往往采用無源校正裝置。 END