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1、第六章 控制系统的综合与校正一.问题的提出 控制系统的组成：被控对象控制器控制系统设计的基本要求：性能指标通常与系统的控制精度、相对稳定性及响应速度有关。（1）选择性能指标时域特征量：、%、ts、tr及ess 频域特征量：Lg、Mp 和b（2）进行系统的初步设计 选择系统的执行元件、测量元件、放大器等，这些是构成控制器的基本元件，它们连同被控制对象，组成了控制系统的基本部分。控制系统的不可变部分或原有部分 在大多数情况下，仅靠调整系统不可变部分的放大器增益不能同时满足给定的各项性能指标，有时系统甚至是不稳定的。这时，必须在系统中引入一些附加装置来校正系统的特性，使其全面满足各项性能指标。校正6
2、-1 6-1 关于控制系统校正的概念关于控制系统校正的概念+-R(s)C(s)H(s)串联校正系统方框图1、串连校正、串连校正优点：简单，也比较容易对信号进行各种必要形式的变换。（1）无源串连校正 （2）有源串连校正二.常用校正方法介绍 H(s)R(s)C(s)+-+-反馈校正系统方框图2 2、反馈校正、反馈校正优点：（1）所需元件数较串联校正少。在性能指标要求较高的控制系统中，常常兼用串联校正和反馈校正两种方式。因为反馈信号通常由系统输出端或放大器的输出级供给，信号是从高功率点传向低功率点，一般无需附加放大器。（2）可以抑制系统参数波动及非线性因素对系统性能的影响。(a)前馈校正（对给定值处
3、理）(b)前馈校正（对扰动的补偿)3 3、复合校正、复合校正在反馈控制回路中，加入前馈校正通路，组成有机整体。校正的另外一种方法1、基本原理（1）增加开环极点：根轨迹右移增加系统的开环零极点可以改变根轨迹的形状根轨迹法校正 效果：降低系统的稳定性，增大系统的调节时间。（2）增加开环零点：根轨迹左移效果：提高系统的稳定性，减小系统的调节时间，改善系统的暂态性能指标。2、基本思想：根据性能指标的要求确定闭环主导极点。通常闭环系统的主导极点位置不在系统的根轨迹上。通过引入零极点位置适当的校正装置，以改变原来系统的根轨迹形状，迫使已校正系统根轨迹通过希望主导极点位置，并使系统的实际主导极点位置与希望主
4、导极点位置重合，然后根据闭环主导极点的位置确定放大系数和其他参数。校正的另外一种方法1、基本原理（1）增加开环极点：根轨迹右移增加系统的开环零极点可以改变根轨迹的形状根轨迹法校正 效果：降低系统的稳定性，增大系统的调节时间。（2）增加开环零点：根轨迹左移效果：提高系统的稳定性，减小系统的调节时间，改善系统的暂态性能指标。2、基本思想：根据性能指标的要求确定闭环主导极点。通常闭环系统的主导极点位置不在系统的根轨迹上。通过引入零极点位置适当的校正装置，以改变原来系统的根轨迹形状，迫使已校正系统根轨迹通过希望主导极点位置，并使系统的实际主导极点位置与希望主导极点位置重合，然后根据闭环主导极点的位置确定放大系数和其他参数。