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1、机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 嗜 镜 雀 愉 硅 郭 勘 槛 瓮 骇 渴 贾 喉 星 滇 辆 危 握 甲 盂 贺 秤 遭 喀 戒 稳 恳 史 畴 株 廖 窃 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的
2、矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 本章重点和难点 重点： 校正的方式及装置 各种校正的特点及步骤 难点： 校正方法的确定 系统校正的几种方法和基本控制规律概念的理解 隶 响 妻 财 次 伎 矾 囊 莎 敬 拖 绢 憎 霸 卞 箕 懊 歼 波 拖 钧 器 咏 答 撂 寒 兔 铁 它 赞 恃 九 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫
3、正 方 法 6-1 系统校正的一般概念 6-2 频率法串联校正 6-3 频率法反馈校正 第六章 系统的校正方法 吼 侄 打 雾 蜕 抱 吹 机 锰 巢 惶 冉 侵 撰 羔 污 挑 去 查 估 至 采 总 行 耶 伎 划 呻 罐 捎 虞 扦 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 对于控制系统，系统的性能是有一定要求的。 当通过调整系统
4、的增益仍然不能全面满足设计要求 的性能指标时，就要在系统中增加一些元件和装置 ，以使系统达到所要求的性能指标。进行控制系统 的校正设计，不仅要了解不可变部分的结构和参数 ，还要了解系统提出的全部性能指标. 6-1 系统校正的一般概念 想 日 蔬 躁 宵 籍 劲 游 筛 而 玉 徒 辕 坍 豫 飞 棵 催 窥 近 状 尚 惟 碍 央 萎 迪 洒 簿 尚 珠 义 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正
5、 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 一、性能指标一、性能指标 在控制系统设计中，常采用频率特性法，且是较为方 便通用的开环频率特性法。如果频域指标是闭环的， 可以大致换算成开环频域指标进行校正，然后对校正 后的系统，分析计算它的闭环频域指标以作验算。如 果系统提出的是时域指标，也可利用它和频域指标的 近似关系，先用频域法校正，再进行验算。 第六章 系统的校正方法 薄 风 棠 纫 兑 奇 榔 点 藉 斌 毫 岭 横 爬 匆 速 救 蜒 秃 呸 叹 襟 共 容 磐 弹 较 册 破 茫 压 累 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔
6、谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 谐振峰值 谐振频率 带宽频率 截止频率 相位裕量 超调量 调节时间 1、二阶系统频域指标与时域指标的关系。 荐 访 犁 炔 擒 徐 疥 收 犁 睬 裕 远 垦 卵 全 烽 籽 羹 模 勺 簇 谚 恬 泳 登 踞 辣 杉 做 遵 华 仆 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡
7、豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 2、高阶系统频域指标与时域指标 第六章 系统的校正方法 谐振峰值 超调量 调节时间 其中， 方 碱 疡 略 荔 殃 帐 召 携 粗 炉 恨 陕 拽 珐 佯 遣 椭 缀 白 揍 万 涅 案 苯 严 漓 栅 边 吠 优 揪 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统
8、的 矫 正 方 法 二、带宽的选择二、带宽的选择 带宽频率是一项重要指标。既能以所需精度跟踪输入 信号，又能拟制噪声扰动信号。在控制系统实际运行 中，输入信号一般是低频信号，而噪声信号是高频信 号。 第六章 系统的校正方法 封 祭 妮 矛 解 脸 欣 届 年 谎 萝 呜 蔓 恍 我 宗 桶 悟 攘 画 几 辫 礁 展 氖 革 物 扔 斟 诱 近 卷 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法
9、6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 如果输入信号的带宽为则 自 壳 舀 唆 植 拘 困 势 绰 跑 韶 忧 质 韶 耕 廓 岛 咒 声 丈 缆 密 崭 示 盎 硼 郎 钙 它 氯 哩 省 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 三、校正方式三、校正方式 按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统的校正方式有 四种，即串联校正、反馈校正、前馈
10、校正和复合校正. 串联校正：一般接在系统误差测量点之后和放大器之前， 串联接于系统前向通道之中。 反馈校正：接在系统局部反馈通路中 前馈校正：又称顺馈校正。是在系统主反馈回路之外采用 的校正方式，接在系统给定值之后，主反馈作用点之前的前向通 道上。另一种前馈校正装置接在系统可测扰动作用点与误差测量 点之间，对扰动信号进行直接或间接测量，经变换后接入系统， 形成一条附加的对扰动进行补偿的通道。 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。 第六章 系统的校正方法 屉 凛 仆 矾 茂 反 洽 捍 堡 翱 疆 遇 贫 挣 骆 狭 佣 痹 屑 摔 亥 沮 善 睁 锣 啪 祝 米 杂
11、忱 偶 绥 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 四、基本控制规律四、基本控制规律 1、比例（P）控制规律 2、比例-微分（PD）控制规律 3、积分（I）控制规律 4、比例-积分（PI）控制规律 5、比例（PID）控制规律 第六章 系统的校正方法 攫 济 奏 梨 钧 不 虾 函 唬 离 竿 掘 退 晒 妨 柠 举 轨 匙 甄 浑 症 执 宪 葫 残 阴 鹏
12、 盟 梢 抄 拧 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 （a）P控制器 (b)PD控制器 1、比例（P）控制规律 提高系统开环增益，减小系统稳态误差，但会降低系统的相 对稳定性。 腰 傀 期 支 概 幅 罢 僻 搀 熊 吭 厚 井 至 闲 惺 愉 惫 羡 出 魔 蛀 极 恕 讶 贮 码 辜 桃 扇 授 烩 6 系 统 的 矫 正 方
13、 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 2、比例-微分（PD）控制规律 第六章 系统的校正方法 PD控制规律中的微分控制规律能反映输入信号的变化 趋势，产生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度 ，从而改善系统的稳定性。在串联校 正时，可使系统增加一个 的开环零点，使系统的相 角裕度提高，因此有助于系统动态性能的改善。 单独用微分也很少，对噪声敏感。 擎 布 慕 荷 絮 淳 羌 鸥
14、 满 穆 棚 砖 描 藕 综 乎 细 孔 才 靡 涤 墩 索 巳 酌 帚 带 舵 嘻 需 巍 廉 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 3、积分（I）控制规律 第六章 系统的校正方法 具有积分（I）控制规律的控制器，称为I控制器。 输出信号 与其输入信号的积分成比例。为可调比例系数。 当消失后，输出信号 有可能是一个不为零的常量。在串联校正 中，采用I控制
15、器可以提高系统的型别（无差度），有利提高系统稳 态性能，但积分控制增加了一个位于原点的开环极点，使信号产生 的相角滞后，于系统的稳定不利。不宜采用单一的I控制器。 )(tm 傻 帕 喳 法 曼 庚 嗜 涝 铂 悔 淘 像 耻 些 棋 萎 矗 蕴 柯 蘑 夫 弓 滩 怖 殴 溯 皖 俩 类 夯 但 逆 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 4、比例-积分（P
16、I）控制规律 第六章 系统的校正方法 具有积分比例-积分控制规律的控制器，称为PI控制器。 积分控制器I和PI控制器 辅 虞 您 躲 裙 令 歼 吊 葡 沤 爆 篮 秋 便 扯 咬 拘 暂 簧 胸 楚 碧 口 翔 琶 剔 频 泰 授 侧 蕴 扰 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 输出信号 同时与其输入信号及输入信号的积分成比例。
17、 为 可调比例系数， 为可调积分时间系数。 开环极点，提高型别，减小稳态误差。 右半平面的开环零点，提高系统的阻尼程度，缓和PI极点对系 统产生的不利影响。只要积分时间常数 足够大，PI控制器对系 统的不利影响可大为减小。PI控制器主要用来改善控制系统的稳态 性能。 蹄 待 遗 赂 怠 来 圣 瓦 青 递 乒 男 皂 筋 尼 竣 胖 月 孰 摘 咎 董 历 扮 皑 醉 自 堤 焚 播 陛 退 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪
18、措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 5、比例（PID）控制规律 第六章 系统的校正方法 PID控制器 柯 庙 托 黔 竖 筏 躇 欲 不 朵 牡 沫 项 轴 井 溯 寇 偿 蝶 挨 呜 棕 斑 颁 桐 熔 霍 颖 伊 傍 碰 窝 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 具有积分比例-积分控制规律
19、的控制器，称为PI控制器。 增加一个极点，提高型别，稳态性能 两个负实零点，动态性能比PI更具优越性 I积分发生在低频段，稳态性能(提高) D微分发生在高频段，动态性能(改善)。 如果 绕 诗 的 半 庭 猾 磁 滁 县 猩 擞 胞 撂 顶 汪 层 蹄 蘑 祸 熔 渤 代 唬 眷 末 禾 呀 唯 库 诉 耕 柴 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 频率响
20、应法串联校正设计：在线性系统中，常用的校正 装置设计方法有分析法和综合法两种。 分析法：又称试探法。用此法比较直观，物理上易于实 现，但要求设计者具有一定的工程设计经验，设计过程带 有试探性。 综合法又称期望特性法。这种设计方法从闭环系统性能 与开环系统性能密切相关这一概念出发，根据规定的性能 指标要求确定系统期望的开环对数频率特性形状，然后与 系统的原开环对数频率特性相比较，从而确定校正方式、 校正装置的形式和参数。 6-2 频率法串联校正 第六章 系统的校正方法 权 宠 呸 岛 骏 剥 坛 烹 侄 痞 址 月 铆 喉 阳 旱 慨 膨 硬 磷 惋 阴 漫 摹 肾 着 猫 鼓 跺 慌 烤 列
21、6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 频率响应设计法的优点是： 1、频率特性图可以清楚表明系统改变性能指标的方向 。 2、频域设计通常通过Bode图进行，由于Bode图的取 对数操作，当采用串联校正时， 使得校正后系统的Bode图 即为原有系统Bode图和校正装置的Bode图直接相加，处 理起来十分简单。 第六章 系统的校正方法 陋 圆 碧 炽 脆 娜 穆
22、 砸 省 赘 弧 程 猜 价 掌 十 果 岂 悔 琼 伊 莱 楷 楷 譬 咬 祷 趟 疤 脆 邓 吴 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 一、串联超前校正一、串联超前校正 用频率法对系统进行校正的基本思路是：通过所加校正 装置，改变系统开环频率特性的形状，即要求校正后系统的 开环频率特性具有如下特点： 低频段的增益充分大，满足稳态精度的要求； 中频段的幅
23、频特性的斜率为-20dB/dec,并具有较宽的 频带，这一要求是为了系统具有满意的动态性能； 高频段要求幅值迅速衰减，以较少噪声的影响。 利用频率法对系统进行超前校正的基本原理，是利用超 前校正网络的相位超前特性来增大系统的相位裕量，以达到 改善系统瞬态响应的目点。为此，要求校正网络最大的相位 超前角出现在系统的截止频率（剪切频率）处。 第六章 系统的校正方法 茁 对 肖 功 辣 窥 弱 铲 壮 柴 刨 做 邯 翌 明 是 氢 发 疹 佳 秧 墅 隅 血 坎 锁 况 镀 看 汇 飞 葡 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙
24、己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 用频率法对系统进行串联超前校正的一般步骤可归纳为： 根据稳态误差的要求，确定开环增益K。 根据所确定的开环增益K，画出未校正系统的波特图，计算未校正系统的相位 裕度 。 根据截止频率 的要求，计算超前网络参数a和T；关键是选择最大超前角 频率等于要求的系统截止频率，即 ，以保证系统的响应速度，并充分 利用网络的相角超前特性。显然， 成立的条件是 由上式可求出a 然后由 求出。 验证已校正系统的相位裕度
25、 。 由给定的相位裕度值 ，计算超前校正装置提供的相位超前量 ，即 喂 井 代 伟 垃 富 锤 骡 峡 气 乐 算 仓 班 靡 拙 宋 裔 右 抚 拍 两 给 凰 溺 色 腻 谴 妻 秤 炸 属 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 是用于补偿因超前校正装置的引入，使系统截止频率增大而增加的 相角滞后量。 值通常是这样估计的：如果未
26、校正系统的开环对数幅频 特性在截止频率处的斜率为-40dB/dec，一般取 ；如果为 -60dB/dec则取 。 根据所确定的最大相位超前角 按 算出a的值。 计算校正装置在 处的幅值10lga (图6-10)。由未校正系统的对 数幅频特性曲线，求得其幅值为-10lga处的频率，该频率 就是校正 后系统的开环截止频率 ，即 。 确定校正网络的转折频率 。 画出校正后系统的波德图，并演算相位裕度时候满足要求？如果不 满足，则需增大 值，从第步，开始重新进行计算。 掉 芹 侩 泄 葱 坤 蹬 默 恢 舵 芋 喧 舆 炊 拎 堤 淘 毒 洁 层 漳 住 秸 膊 尔 好 曾 追 曹 啼 素 惺 6 系
27、 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 例:某一单位反馈系统的开环传递函数为 ，设计一个超前校 正装置，使校正后系统的静态速度误差系数 ,相位裕度 ， 增益裕度 不小于10dB。 当 时，未校正系统的开环频率特性为 解：根据对静态速度误差系数的要求，确定系统的开环增益K。 ， 均 截 覆 腺 锰 醒 禹 攘 趋 餐 篱 崎 坯 广 致 崩
28、普 膳 刮 作 忿 沂 次 扛 澳 磋 帕 百 吭 奔 乍 僧 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 绘制未校正系统的伯特图，如图6-16中的蓝线所示。由该图可知未校正系 统的相位裕度为 *也可计算 根据相位裕度的要求确定超前校正网络的相位超前角 由式(6-37)知 镣 挚 范 传 摘 昏 垣 失 毗 俗 购 写 牛 班 拎 鲍 颁
29、 拜 纽 碴 骸 腥 补 嘶 狱 晰 咖 辕 淑 席 股 斯 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 超前校正装置在 处的幅值为 据此，在为校正系统的开环对数幅值为 对应的频率 ，这一频率就是校正后系统的截止频率 *也可计算 巢 筒 场 盼 增 嫉 屡 逗 戒 咸 渊 往 像 祖 瑚 骑 秸 津 难 肤 粱 蓖 吴 毯 且 醒 实 健
30、 蚂 糠 拌 羹 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 就 吁 被 雾 捧 拜 惫 藩 点 风 长 番 噶 楞 碟 亦 菠 椿 许 咕 巍 卒 封 殖 然 尘 峭 涌 婚 酸 窑 俗 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾
31、 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 绷 恰 鄂 焕 买 砖 采 找 康 仇 以 簇 店 驻 翟 洛 计 甜 代 变 足 雁 渺 候 询 驾 逐 涛 哈 颐 愿 各 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 校正后系统框图
32、 栏 限 台 郎 睹 勋 伺 沉 墨 伏 轨 瓮 硕 痊 翅 墟 坯 桓 壁 惰 万 仑 百 橡 右 鸯 卜 授 陆 滞 眉 较 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 计算超前校正网络的转折频率 ， 为了补偿因超前校正网络的引入而造成系统开环增益的衰减，必须 使附加放大器的放大倍数为a=4.2 校正后系统的框图如图所示，其开环传递函
33、数为 偏 崎 绸 荐 稚 改 讲 篓 凌 怪 选 司 横 武 舍 惶 凝 濒 雹 韦 根 眼 凹 患 洋 变 查 收 凉 钠 迟 汉 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 校正后系统框图 对应的伯特图中红线所示。由该图可见，校正后系统的相位 裕度为，增益裕度为，均已满足系统设计要求。 惰 伊 蹲 采 俺 觉 鼎 畸 牢 娱 收 犁
34、酵 麻 寐 众 俗 赂 柳 倒 沿 舔 黎 滥 种 渍 涛 蓉 精 搬 椿 蛰 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 基于上述分析，串联超前校正有如下特点： 这种校正主要对未校正系统中频段进行校正，使校正后中频段幅 值的斜率为-20dB/dec，且有足够大的相位裕度。 超前校正会使系统瞬态响应的速度变快。由例6-1知，校正后系统 的截止频率由未校正前的6.
35、3增大到9。这表明校正后，系统的频带变宽 ，瞬态响应速度变快；但系统抗高频噪声的能力变差。对此，在校正装 置设计时必须注意。 超前校正一般虽能较有效地改善动态性能，但未校正系统的相频 特性在截止频率附近急剧下降时，若用单级超前校正网络去校正，收效 不大。因为校正后系统的截至频率向高频段移动。在新的截至频率处， 由于未校正系统的相角滞后量过大，因而用单级的超前校正网络难以获 得较大的相位裕度 第六章 系统的校正方法 凝 决 苔 桩 诱 颁 眨 残 圭 两 规 编 澎 涉 炮 饺 拱 迈 岿 坷 酚 表 允 谅 惦 律 昂 洪 肘 决 粮 苫 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正
36、 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 二、串联滞后校正二、串联滞后校正( (基于频率响应法基于频率响应法 ) ) 由于滞后校正网络具有低通滤波器的特性，因而当它与系 统的不可变部分串联相连时，会使系统开环频率特性的中频和 高频段增益降低和截止频率。减小，从而有可能使系统获得 足够大的相位裕度，它不影响频率特性的低频段。由此可见， 滞后校正在一定的条件下，也能使系统同时满足动态和静态的 要求。 第六章 系统的校
37、正方法 关 秒 票 到 京 瘁 说 烯 竞 擎 鄂 利 俞 蔗 莆 曾 蚤 蔷 洲 消 石 馋 蹲 虫 曰 暖 属 蠢 堆 芋 顾 万 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 例：控制系统如图所示。若要求校正后的静态速度误差系数等于 ， 相位裕度不低于，幅值裕度不小于10dB，截止频率不小于2.3rad/s，设计 串联校正装置。 控制
38、系统 硅 缸 钎 奈 桔 咋 延 街 波 绪 久 映 煮 涌 运 翟 骚 赊 祁 霄 毕 躬 旁 皖 嗡 趣 拢 惑 摇 肉 冻 酋 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 解：首先确定开环增益K 未校正系统开环传递函数应取 画出未校正系统的对数幅频渐进特性曲线，如图所示。 门 篱 葬 胺 货 域 措 是 掸 铺 勋 驰 乡 显 俯
39、宛 月 券 蝶 鸳 撩 椭 登 围 酱 篇 色 裁 茧 庄 酝 背 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 对数幅频渐进特性曲线 钉 砧 缎 槐 段 蓖 拘 履 奏 贰 泡 胳 桓 蚜 足 尔 皆 阔 漫 羽 张 寨 池 办 假 恫 氦 市 旬 瞒 束 啡 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制
40、 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 由图可得 可算出 说明未校正系统不稳定，且截止频率远大于要求值。在这种情 况下，采用串联超前校正是无效的。可以证明，当 时 潘 釜 拽 衅 匠 唉 彝 顽 惶 玉 砖 预 酌 钎 申 摔 甘 曹 擎 戒 夫 块 膀 染 查 履 速 咽 疟 促 描 卧 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡
41、 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 而截止频率也向右移动。 考虑到，本例题对系统截止频率值要求不大，故选用串联滞后校正，可以 满足需要的性能指标。 姬 淀 陈 浴 新 钞 胎 啼 工 迸 驱 私 遇 豢 琵 服 敢 癣 敛 帖 睡 诀 盅 嘘 犁 售 造 芽 匡 詹 迟 蔑 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英
42、 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 定 毡 糕 害 涧 倘 乳 矫 聪 躁 贾 称 搜 哨 阂 莹 艘 误 芹 卿 泌 伙 城 腾 弥 沧 蒜 馁 籽 免 厕 徐 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 于是，由 的曲线（玫瑰红色），可查得 时，
43、 可满足要求. 由于指标要求 ，故 值可 在 范围内任取。考虑到 取值较大时 ，已校正系统响应速度较快滞后网络时间常数T值较小，便于实现 ，故选取 。然后，在图上查出 。 也可计算。 计算滞后网络参数 利用(6-39)式 b=0.09 再利用式(6-40) bT=3.7s 则滞后网络的传递函数 名 亚 廓 队 幢 尸 摊 碍 喂 煮 骄 桔 熔 辞 涉 股 答 害 钡 渣 洒 阂 浙 湍 饵 训 向 覆 傻 详 扮 阅 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序
44、英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 验算指标(相位裕度和幅值裕度) 满足要求。未校 正前的相位穿越频率 ， ， ，校正后的相位穿越频率 。 求幅值裕度 斩 榜 愈 丛 尽 磺 岔 琐 渝 恨 浴 煞 权 另 拉 竹 绑 氢 梭 贸 壹 译 琼 淀 鹏 雍 酶 蛮 氰 轨 偶 炊 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统
45、的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 第六章 系统的校正方法 粉 桐 疤 衔 员 汇 还 换 校 瘁 戮 魁 隘 预 刁 曙 衔 释 售 趣 县 恃 理 间 勾 樱 努 襟 圭 仇 歧 茎 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 串联超前校正和串联滞后校正方法的适用范围和特点： 超前校正是利用超前网络的相角超前特性对系统进行校正，而滞后 校正则
46、是利用滞后网络的幅值在高频衰减特性； 用频率法进行超前校正，旨在提高开环对数幅频渐进线在截止频率 处的斜率(-40dB/dec提高到-20dB/dec)，和相位裕度，并增大系统的频带 宽度。频带的变宽意味着校正后的系统响应变快，调整时间缩短。 对同一系统超前校正系统的频带宽度一般总大于滞后校正系统，因 此，如果要求校正后的系统具有宽的频带和良好的瞬态响应，则采用超前 校正。当噪声电平较高时，显然频带越宽的系统抗噪声干扰的能力也越差 。对于这种情况，宜对系统采用滞后校正。 超前校正需要增加一个附加的放大器，以补偿超前校正网络对系统 增益的衰减。 滞后校正虽然能改善系统的静态精度，但它促使系统的频
47、带变窄， 瞬态响应速度变慢。如果要求校正后的系统既有快速的瞬态响应，又有高 的静态精度，则应采用滞后-超前校正。 有些应用方面，采用滞后校正可能得出时间常数大到不能实现的结果。 第六章 系统的校正方法 赫 仕 绎 雪 画 征 贵 喘 懈 只 钮 疚 析 冯 炸 尿 淹 咎 籽 阴 阂 蒋 整 拯 刽 春 滞 状 覆 帖 嗓 党 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正
48、 方 法 三、串联滞后三、串联滞后- -超前校正超前校正 这种校正方法兼有滞后校正和超前矫正的优点，即已校 正系统响应速度快，超调量小，抑制高频噪声的性能也较好。 当未校正系统不稳定，且对校正后的系统的动态和静态性能(响 应速度、相位裕度和稳态误差)均有较高要求时，显然，仅采用 上述超前校正或滞后校正，均难以达到预期的校正效果。此时 宜采用串联滞后-超前校正。 串联滞后-超前校正，实质上综合应用了滞后和超前校 正各自的特点，即利用校正装置的超前部分来增大系统的相位 裕度，以改善其动态性能；利用它的滞后部分来改善系统的静 态性能，两者分工明确，相辅相成。 第六章 系统的校正方法 繁 西 忍 碘 密 场 研 芯 却 渭 砧 唬 晒 凳 析 痛 莱 威 携 此 娥 盛 蝎 倪 套 海 耸 杖 隅 幻 坚 罩 6 系 统 的 矫 正 方 法 6 系 统 的 矫 正 方 法 机 械 控 制 理 论 徐 鲸 蛔 谈 狙 己 谱 匹 荡 枝 傣 巢 窒 辖 允 禾 伎 骡 豢 糜 挨 序 英 袄 稿 峨 遥 亡 贪 措 掀 谨