第6章控制系统的校正及综合第6章控制系统的校正及综合学习重点了解控制系统校正的基本思想方法和过程熟练掌握典型串联校正的基本原理及设计方法了解三种串联校正的特点和适用范围，掌握基本的校正步骤理解和掌握反馈校正的设计思想和校正步骤了解引入前馈校正的目的，掌握前馈校正的设计思想6.1控制系统校正的一般概念6.1控制系统校正的一般概念6.1控制系统校正的一般概念6.1控制系统校正的一般概念2.用频率法校正的特点用频率法校正控制系统，主要是改变频率特性形状，使之具有合适的高频、中频、低频特性和稳定裕量，以得到满意的闭环品质。在初步设计时，常常采用波德图来校正系统。用频率法校正控制系统时，通常是以频率指标来衡量和调整系统的暂态性能，因而是一种间接的方法。需要校正的几种基本类型（1）串联引前（微分）校正传递函数为频率特性为校正电路的Bode图如下：引前校正的设计步骤：引前校正的设计步骤：例6-1一控制系统的传递函数为解由稳态指标的要求，可计算出放大系数K=100。其传递函数为Bode图如下图所示根据系统相位裕量的要求，微分校正电路最大相位移应为考虑，则原系统相角位移将更负些，故应相应地加大。今取，于是可写出设系统校正后的穿越频率为校正装置（0／＋1／0特性）两交接频率和的几何中点（考虑到最大引前相位移是在两交接频率和的几何中点），即6.2串联校正校正后的系统传递函数为校验校正后相位裕量串联校正装置传递函数为（2）串联滞后（积分）校正传递函数为频率特性为校正电路的Bode图如下：滞后校正设计步骤：滞后校正设计步骤：例6-2系统原有的开环传递函数为解：1）由稳态指标的要求，确定放大系数K。Bode图如下图所示3）在Bode图上选取满足要求的。按相位裕量的要求，并考虑校正装置在穿越频率附近造成的相位迟后的影响，再增加15º的补偿裕量，故预选，取与相应的频率为校正后的穿越频率。4）由公式计算求得对应穿越频率的对数幅频特性增益为21.4dB，则得5）预选交接频率，则校正装置的传递函数为6）校正后系统开环传递函数为而，所以7）校正装置选择（3）串联滞后-引前（积分-微分）校正校正电路传递函数为校正电路频率特性为校正电路的Bode图：例6-3一系统的开环传递函数为解：根据稳态速度误差系数的要求，可得Bode图如下图所示选择新的穿越频率。从的相频曲线可以发现，当时，相位移为-180º。这样，选择易于实现，其所需的相位超前角约为50º，可采用一迟后-引前校正电路进行校正。确定滞后-引前校正电路相位滞后部分。设交接频率，选在穿越频率的十分之一处，即。并且选择，则交接频率为。滞后-引前校正电路相位滞后部分的传递函数可以写成相位引前部分的确定：因新的穿越频率，所以可求得。因此，如果滞后-引前校正电路在处产生-13dB增益，则即为所求。根据这一要求，通过点可以画出一条斜率为20dB／十倍频的直线与0dB线及-20dB线的交点，就确定了所求的交接频率。故得相位引前部分的交接频率为。引前部分的传递函数为滞后-引前校正装置的传递函数为校正后系统的开环传递函数为6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正负反馈的设计思想6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正例6-5设系统方块图如下图所示，要求选择使系统达到如下指标：（1）稳态位置误差等于零（2）稳态速度误差系数（3）相位裕量6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正6.3反馈（并联）校正目的：提高稳态精度按扰动补偿按输入补偿例6-6设控制对象的传递函数为(1)(2)当时，系统开环对数频率特性不应有斜率超过一40dB／十低频的线段(3)在的频率范围内，稳态误差小于2％(4)(5)如需要前馈校正时，要接在控制对象的输入端。解：串联校正后系统Bode图如下图所示。再加前馈校正后的系统结构图如下：前馈校正环节的传递函数为：经校验，时加校正环节后系统的结构图小结小结小结END