第7章自控系统的校正PPT.ppt

自动控制原理与应用
第7章自动控制系统的校正
--梁南丁
第7章自动控制系统的校正
系统校正概述
串联校正
反馈校正
复合校正
自动控制系统的一般设计方法
典型控制系统设计举例
本章小结
思考题与****题
系统校正概述
一个控制系统可视为由控制器和被控对象两大部分组成,当被控对象确定后,对系统的设计实际上归结为对控制器的设计,这项工作称为对控制系统的校正。
所谓校正:就是采用适当方式,在系统中加入一些参数可调整的装置(校正装置),用以改变系统结构,进一步提高系统的性能,使系统满足性能指标的。
系统校正的基本概念
工程实践中常用的校正方法,串联校正、反馈校正和复合校正。
系统校正的方式
一般说来,串联校正比较简单,反馈校正的设计往往需要一定的实践经验。本章仅讨论串联校正。
串联校正结构图:
R(s)
C(s)
Gc(s)
Go(s)
_
校正装置
固有部分
1. 无源校正装置
uc
R1
ur
C2
+
-
-
+
R2
Gc(s)=
τ1s+1
τ2s+1
R2
R1+R2
< 1
β=
τ1= (R1+R2)C2
0
ω
ω
0
dB
L(
ω
)
)
(
ω
φ
τ1
ω1=
1
ω2=
τ2
1
20lgβ
ωm
φm
(1) 无源超前校正装置
τ2= R2C2
1)PD调节器
传递函数为:
Kp=
R1
R0
R1
uc
R0
ur
+
-
+
∞
C0
R0
▽
Gc(s)
=K (1+
τ
s)
τ
=R0C0
0
L(ω)/dB
ω
+20dB/dec
20lgKP
Φ(ω)
ω
0
+90
1
τ
运算放大器构成
的PI调节器
1. 有源校正装置
2)PI调节器
传递函数为:
运算放大器构成的PI调节器
R1
uc
R0
ur
▽
+
-
+
∞
C1
R0
ω
ω
20lgK
-20dB/dec
L(ω)/dB
0
Φ(ω)
-90
0
1
τ
1
1s+1
Gc(s)=K
τ
1s
τ
1=R1C1
τ
K=
R1
R0
3) PID调节器
uc
R0
ur
R1
+
-
+
∞
c1
R0
c0
▽
运算放大器构成的PID调节器
Gc(s)=
(τ1s+1)(τ2s+1)
τ1s
= Kp(1+
TI s
1
+TDs)
其中:
τ1= R1C1
τ2= R0C0
TI =τ1+τ2 = R1C1+R0C0
R1C1R0C0
R1C1+R0C0
TD =
τ1τ2
τ1+τ2
=