自动控制原理(梅晓榕).ppt

开环频率特性与控制系统性能的关系 控制系统的性能指标
时域指标
稳态指标：稳态误差 ，误差度v，开环放大系数K。
动态指标：过渡过程时间 ，最大超调 ，上升时间 ，峰值时间 ，振荡次数 N。
频域指标
开环指标：幅值穿越（剪切）频率 ，相位裕度γ ，幅值裕度 。
闭环指标：闭环谐振峰值 ，
谐振频率 ，截止频率 。
闭环幅值
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讲解：XX
二阶系统性能指标间的关系
准确关系式
阻尼大小：
响应速度：
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讲解：XX
高阶系统性能指标间的关系
经验公式
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讲解：XX
开环对数幅频特性与性能指标间的关系
最小相位系统。
研究开环对数幅频特性。设最低的转折频率是 。
低频
直线，斜率-20v dB/dec ，通过
及
开环对数幅频特性的低频段反映稳态性能。
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讲解：XX
中频段，穿越频率 附近。穿越频率大，速度快。
例
最好以-20dB/dec过 0 dB线。
高频段，衰减快。
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讲解：XX
控制系统设计的初步概念
系统设计：选择系统的结构、元部件、补偿元件和线路，设计补偿网络的参数，使系统满足指标。
控制原理的系统设计：选择补偿方法，设计补偿网络的传递函数。也称校正、综合。
基本方法：设计开环对数
幅频特性。低频段满足放大
系数和型别。中频段穿越频
率足够宽，以-20dB/dec过
0dB线并保持足够长度。
高频段不特殊设计。
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讲解：XX
PID控制器简述 比例（P）控制器
放大器 提高开环放大系数。
提高开环放大系数能减小稳
态误差。由Bode图知，对数幅
频特性向上平移，可提高频带
宽度（提高响应速度），
但也可减小稳定裕度甚至
使系统不稳定。
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讲解：XX
比例微分（PD）控制
一阶微分环节
放大倍数增加，相位裕度增加，减小振荡。
减小稳态误差，提高稳定性，或使稳定性不变。
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讲解：XX
积分（I）控制器
积分环节
提高系统型别，减小误差。相位角是-90º，减小相位裕度，甚至使系统不稳定。
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讲解：XX
比例积分（PI）控制器
可以在保证稳定性的基础上提高系统型别和开环放大系数，从而减小稳态误差。
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讲解：XX