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1、機械工程控制基礎,第六章系統的性能指標與校正,本章主要內容,第六章 系統的性能指標與校正,6.1,系統的性能指標,6.2,系統的校正,6.3,串聯校正,6.4 PID,校正,6.5,反饋校正,6.6,順饋校正,6.1,系統的性能指標,6.2,系統的校正,校正（或稱補償）,：就是指在系統中,增加新的環節,，以,改善,系統,的,性能,的方法。,示例分析：,校正的分類：,根據校正環節在系統中的聯接方式劃分，有,串聯校正、反饋校正,和,順饋校正,；,根據校正裝置的構成元件劃分，有,無源校正,和,有源校正；,根據校正環節的特性劃分，有,超前校正,和,滯后校正,以及,滯后,超前校正。,1,）串聯校正,：,
2、校正裝置與前項通道串聯。,串聯校正,是應用最廣泛的校正方法，它設計簡單，易于實現。串聯校正裝置常置于系統前向通道的能量較低的部位，以減少功率損耗。,2,）反饋校正（并聯校正）：,分為：位置反饋校正,和速度反饋校正。,校正裝置與系統按反饋方式連接。,反饋校正,的信號是從高功率點轉向低功率點，常采用無源校正裝置。當必須改造未校正系統某一部分特性方能滿足性能指標要求時，應采用反饋校正。,3,）順饋校正,：,有輸入,/,擾動直接校正系統。,6.3,串聯校正,相位超前校正,是利用校正環節的相位超前補償原系統的相位滯后，以增大校正后系統的相位裕度，也使得系統剪切頻率增大，提高了系統的快速性。,一、相位超前
3、校正,串聯校正又分,增益調整,相位超前校正,相位滯后校正,相位滯后,超前校正,相位超前校正示例：,穩定，相位裕度不夠,穩定，相位裕度足夠,不穩定,穩定,相位超前校正設計舉例,性能要求：,(1),單位斜坡輸入時，,e,ss,=0.05,(2),相位裕度,50,(3),幅值裕度,K,g,10dB,解：經過相位超前校正后，系統的方框圖如下：,1.,原系統,G,K,(s)=,原系統的開環,Bode,圖,17,-6.2dB,校正后系統的開環,Bode,圖（,紅線所示,）,二、相位滯后校正,(dB),-90,0,0,相位滯后環節的,Bode,圖,校正前后系統的開環,Bode,圖對比：,校正前：,增益幅度,
4、=-8dB,相位裕度,=-20,系統不穩定,校正后：,增益幅度,=11dB,相位裕度,=40,系統穩定,三、相位滯后,超前校正,6.4 PID,校正,一、,PD,調節器,方框圖,Bode,圖,二、,PI,調節器,方框圖,Bode,圖,三、,PID,調節器,方框圖,Bode,圖,6.5,反饋校正,反饋校正可以改善系統性能，還可減少內擾的影響。,例,6-6,1,）系統,a,中,2,）系統,b,中,系統最大超調量降低。,50,s(0.05s+1),50,s(0.05s+1),1+,s,例,6-7,局部傳遞函數,6.6,順饋校正,順饋校正不改變系統的穩定性，但能降低系統的誤差。,例,6-8,校正前,校正后,若,則,X,0,=X,i,消除偏差和誤差，并保持傳遞函數分母不變。,順饋校正,例,6-9,某系統控制方框圖如圖（,a,）,現設計校正環節,G(s),進行校正（如圖,b,），試問,G(s),取多少時，可消除干擾,N(s),對輸出結果的影響？,若,，則可消除干擾,N(s),對輸出結果的影響。,若,X,i,=0,系統方框圖可簡化為圖,(c),繼續簡化為圖,(d),可見，,小結：,作業：,本章講述了系統的性能指標以及校正的幾種類型，重點講解了串聯校正的幾種形式、原理、頻率特性及設計方法，略講了,PID,校正、反饋校正及順饋校正的特點及案例。,6.3,、,6.4,、,6.8,
機械工程控制基礎-系統的性能指標與校正
