自控原理第六章（精选）.ppt

对一个控制系统来说,如果它的元部件、参数已经给定,就要分析它能否满足所要求的各项性能指标。一般把解决这类问题的过程称为系统的分析。在实际工程控制问题中,还有另一类问题需要考虑,即往往事先确定了要求满足的性能指标,要求设计一个系统并选择适当的参数来满足性能指标的要求,或考虑对原已选定的系统增加某些必要的元件或环节,使系统能够全面地满足所要求的性能指标,同时也要照顾到工艺性、经济性、使用寿命和体积等。这类问题称为系统的综合与校正,或者称为系统的设计。
第六章自动控制系统的校正
7/15/2017
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《自动控制原理》第六章
自动控制系统工程研究
分析:建立系统的数学模型并计算其性能指标
设计:根据各项性能指标来合理的选择控制方案
和结构形式
系统的校正
用添加新的环节去改善系统性能的过程称为系统的校正,所添加的环节称为校正装置。
第一节控制系统校正的基本概念
一、校正的一般概念
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系统的性能指标,按其类型可以分为:
1 时域性能指标,包括稳态性能指标和动态性能指标;
2 频域性能指标,包括开环频域指标和闭环频域指标;
二、系统的性能指标
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1. 时域性能指标
评价控制系统优劣的性能指标,一般是根据系统在典型输入下输出响应的某些特征来规定的。
常用的时域指标有:
(1) 稳态指标
静态位置误差系数Kp
静态速度误差系数Kv
静态加速度误差系数Ka
稳态误差ess
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(2) 动态指标
上升时间 tr
峰值时间 tp
调节时间 ts
最大超调量(或最大百分比超调量)
阻尼比,
振荡次数 N
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2. 频域性能指标
(1) 开环频域指标
开环截止频率ωc (rad/s) ;
相角裕度γ;
幅值裕度Lg 。
(2) 闭环频域指标
谐振频率ωp ;
谐振峰值 Mp ;
频带宽度ωb。
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3. 各类性能指标之间的关系
各类性能指标是从不同的角度表示系统的性能,它们之间存在必然的内在联系。对于二阶系统,时域指标和频域指标之间能用准确的数学式子表示出来。它们可统一采用阻尼比ζ和无阻尼自然振荡频率ωn来描述。
二阶系统的时域性能指标
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二阶系统的频域性能指标
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二、校正方式
校正装置的形式及它们和系统其它部分的联接方式,称为系统的校正方式。校正方式可以分为串联校正、反馈(并联)校正、前置校正和干扰补偿等。串联校正和并联校正是最常见的两种校正方式。
1. 串联校正
校正装置串联在系统的前向通道中,如图所示。
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2. 并联(反馈)校正
校正装置并联在系统的前向通道某个环节中,如图所示。
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