控制工程考研必备校正2008.ppt

第五章控制系统的设计和校正
概述
PID控制规律
PID控制规律的实现
频率法设计和校正
并联校正和复合校正
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概述
基于开环频率特性的系统设计和校正
瞬态响应特性很直观,频域法中用频域的一些性能指标表征系统的瞬态响应特征;时域指标和频域指标之间存在一定的换算关系
频域法可以用开环特性来研究闭环
频域法设计还特别适用于某些动态方程推导起来比较困难的元件(实验法)
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控制系统的设计任务
在已知控制对象的特性和系统的性能指标条件下设计系统的控制部分
控
制
部
分
固有部分
校正部分
增益可调,其他结构和参数都不变
改变系统结构或加进附加元件
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给定
元件
串联校
正元件
放大、变
换元件
执行
元件
控制
对象
并联校
正元件
反馈
元件
输入信号
比较元件
偏差信号
局部反馈
扰动信号
输出
主反馈
主反馈信号
控制部分
+
-
+
-
闭环系统的组成
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校正的概念
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曲线①为右极点数的系统的开环Nyquist图,由于Nyquist轨迹包围点(一1,j0),,可能的方法
校正的概念
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之二是在原系统中增加新的环节,使Nyquist轨迹在某个频率范围(如1至 2内)发生变化,例如从曲线①变为曲线,使原来不稳定的系统变为稳定系统,而且并不改变K,即不增大系统的稳态误差
之一是减小系统的开环放大倍数K,即由K变为K ‘,使G(j)H(j )①因模减小,相位不变,而不包围点(一1,j0),即变为曲线②,这样系统就稳定了。但是,减小K会使系统的稳态误差增大,这是不希望的,甚至是不允许的.
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校正的概念
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曲线①为右极点数的系统的开环Nyquist图,系统是稳定的。
校正的概念
但是,相位裕度太小,使系统的瞬态响应有很大的超调量,,即使减小K,因相位裕度没有变化,系统的性能仍得不到改善。
只有加入新的环节,例如使Nyquist轨迹变为曲线②,即使原来的特性在1至 2频率区间产生正的相移,才能使系统的相位裕度得到明显的提高,系统的性能得到改善。
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校正方式
串联校正
并联校正
反馈校正
顺馈校正(补偿)
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PID控制规律
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