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1、机械工程控制基础,第六章系统的性能指标与校正,本章主要内容,第六章 系统的性能指标与校正,6.1,系统的性能指标,6.2,系统的校正,6.3,串联校正,6.4 PID,校正,6.5,反馈校正,6.6,顺馈校正,6.1,系统的性能指标,6.2,系统的校正,校正（或称补偿）,：就是指在系统中,增加新的环节,，以,改善,系统,的,性能,的方法。,示例分析：,校正的分类：,根据校正环节在系统中的联接方式划分，有,串联校正、反馈校正,和,顺馈校正,；,根据校正装置的构成元件划分，有,无源校正,和,有源校正；,根据校正环节的特性划分，有,超前校正,和,滞后校正,以及,滞后,超前校正。,1,）串联校正,：,
2、校正装置与前项通道串联。,串联校正,是应用最广泛的校正方法，它设计简单，易于实现。串联校正装置常置于系统前向通道的能量较低的部位，以减少功率损耗。,2,）反馈校正（并联校正）：,分为：位置反馈校正,和速度反馈校正。,校正装置与系统按反馈方式连接。,反馈校正,的信号是从高功率点转向低功率点，常采用无源校正装置。当必须改造未校正系统某一部分特性方能满足性能指标要求时，应采用反馈校正。,3,）顺馈校正,：,有输入,/,扰动直接校正系统。,6.3,串联校正,相位超前校正,是利用校正环节的相位超前补偿原系统的相位滞后，以增大校正后系统的相位裕度，也使得系统剪切频率增大，提高了系统的快速性。,一、相位超前
3、校正,串联校正又分,增益调整,相位超前校正,相位滞后校正,相位滞后,超前校正,相位超前校正示例：,稳定，相位裕度不够,稳定，相位裕度足够,不稳定,稳定,相位超前校正设计举例,性能要求：,(1),单位斜坡输入时，,e,ss,=0.05,(2),相位裕度,50,(3),幅值裕度,K,g,10dB,解：经过相位超前校正后，系统的方框图如下：,1.,原系统,G,K,(s)=,原系统的开环,Bode,图,17,-6.2dB,校正后系统的开环,Bode,图（,红线所示,）,二、相位滞后校正,(dB),-90,0,0,相位滞后环节的,Bode,图,校正前后系统的开环,Bode,图对比：,校正前：,增益幅度,
4、=-8dB,相位裕度,=-20,系统不稳定,校正后：,增益幅度,=11dB,相位裕度,=40,系统稳定,三、相位滞后,超前校正,6.4 PID,校正,一、,PD,调节器,方框图,Bode,图,二、,PI,调节器,方框图,Bode,图,三、,PID,调节器,方框图,Bode,图,6.5,反馈校正,反馈校正可以改善系统性能，还可减少内扰的影响。,例,6-6,1,）系统,a,中,2,）系统,b,中,系统最大超调量降低。,50,s(0.05s+1),50,s(0.05s+1),1+,s,例,6-7,局部传递函数,6.6,顺馈校正,顺馈校正不改变系统的稳定性，但能降低系统的误差。,例,6-8,校正前,校正后,若,则,X,0,=X,i,消除偏差和误差，并保持传递函数分母不变。,顺馈校正,例,6-9,某系统控制方框图如图（,a,）,现设计校正环节,G(s),进行校正（如图,b,），试问,G(s),取多少时，可消除干扰,N(s),对输出结果的影响？,若,，则可消除干扰,N(s),对输出结果的影响。,若,X,i,=0,系统方框图可简化为图,(c),继续简化为图,(d),可见，,小结：,作业：,本章讲述了系统的性能指标以及校正的几种类型，重点讲解了串联校正的几种形式、原理、频率特性及设计方法，略讲了,PID,校正、反馈校正及顺馈校正的特点及案例。,6.3,、,6.4,、,6.8,
机械工程控制基础-系统的性能指标与校正
