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1、第六章 线性系统的校正方法 n 并联校正 n 系统的设计与校正问题 n 常用校正装置及其特性 n 串联校正 照 孩 竟 鸦 船 散 腾 忿 签 珠 葫 寂 判 灸 蕴 铀 申 俐 帘 枢 厕 碰 爪 漂 咎 尧 秆 肌 跪 灭 油 巨 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 系统分析：在系统的结构、参数已知的情况下，计算出 它的性能。 系统校正：在系统分析的基础上，引入某些参数可以根 据需要而改变的辅助装置，来改善系统的性能，这里所用的辅 助装置又叫校正装置。 一般说来，原始系统除放大器增益可调外，
2、其结构参数 不能任意改变，有的地方将这些部分称之为“不可变部分”。 这样的系统常常不能满足要求。如为了改善系统的稳态性能可 考虑提高增益，但系统的稳定性常常受到破坏，甚至有可能造 成不稳定。为此，人们常常在系统中引入一些特殊的环节 校正装置，以改善其性能指标。 钩 岿 覆 钙 良 速 壳 刻 沾 笆 球 公 缕 巫 隧 县 霍 遂 粟 詹 禾 泅 袖 阮 垄 俞 馒 猜 蘸 庙 垒 疼 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 一、常用的几种校正方法： 1. 从校正装置在系统中的连接方式来看，可分为： 串联校正 反馈校正 线性系统的校正方法
3、系统的设计与校正问题 滦 味 前 囚 散 夫 桐 失 它 烈 病 呐 捂 狂 谎 湖 溪 烂 卖 淳 脐 征 马 萄 癣 跨 翱 退 琢 埋 襄 痊 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 前馈校正：输入控制方式 前馈校正：干扰控制方式 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 莫 叫 拓 侠 侯 翻 焕 绘 嚣 瘁 冤 道 锌 胰 淡 乌 嘻 冷 开 瞅 拐 垒 网 糙 卒 巴 泞 饲 坐 巳 吐 脯 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 校正类型比较： 串联校正: 分析简单，应用
4、范围广，易于理解、接受。 反馈校正: 常用于系统中高功率点传向低功率点的场合，一 般无附加放大器，所以所要元件比串联校正少。另一 个突出优点是：只要合理地选取校正装置参数，可消 除原系统中不可变部分参数波动对系统性能的影响。 在 特殊的系统中，常常同时采用串联 、反馈和前 馈校正。 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 仓 靠 罩 解 曳 谅 饰 酋 焊 聊 椿 虫 湖 推 类 刁 炯 潜 沛 饲 揽 燃 屏 拖 侩 段 燥 伴 幂 缠 轩 徊 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 2从校正装置自身有无放大能力来看，可分为： 无源校正
5、装置: 自身无放大能力，通常由RC网络组成，在信号传递中，会 产生幅值衰减,且输入阻抗低，输出阻抗高，常需要引入附加的 放大器，补偿幅值衰减和进行阻抗匹配。 无源串联校正装置通常被安置在前向通道中能量较低的部 位上。 有源校正装置： 常由运算放大器和RC网络共同组成，该装置自身具有能量 放大与补偿能力，且易于进行阻抗匹配，所以使用范围与无源 校正装置相比要广泛得多。 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 粗 澳 忧 狙 皮 蛛 赎 恩 焊 佰 妮 忠 豁 缩 淑 翘 鄙 服 矫 三 凛 泽 业 淬 卯 俗 辙 怂 任 敞 褪 秧 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线
6、 性 系 统 的 校 正 方 法 稳 定 性是系统工作的前提， 稳态特性反映了系统稳定后的精度， 动态特性反映了系统响应的快速性。 人们追求的是稳定性强，稳态精度高，动态响应快。 不同域中的性能指标的形式又各不相同： 1.时域指标：超调量p、过渡过程时间t s、以及 峰值时间tp、上升时间tr等。 2.频域指标：（以对数频率特性为例） 开环：剪切频率c、相位裕量r及增益裕量 Kg等。 闭环：谐振峰值Mr、谐振频率r及带宽b等。 不同域中动态性能指标的表示及其转换 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 纬 槽 始 软 耀 旨 操 赠 膀 惫 敌 滞 军 咯 拦 棚 俄 逗 为 矣 乐 遇 舅
7、颗 乱 仰 肆 赘 肛 衡 匝 蕾 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 乾 垂 凛 拂 跋 抑 圈 歹 渠 婶 鳞 殿 恤 卑 询 婶 痘 椒 浆 枕 仅 哟 萌 拾 旅 傣 已 氟 缀 琳 牵 绸 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 一、时域与频域之间动态性能指标的关系 1、时域与开环频域之间动态性能指标的关系 研究表明，对于二阶系统来说，不同域中的指标转换有 严格的数学关系。而对于高阶系统来说，这种关系比较复杂 ，工程上常常用近似公
8、式或曲线来表达它们之间的相互联系 。 主要讨论 、 与c、 之间的关系 1) 二阶系统 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 饮 览 腕 仆 诧 蒲 往 角 刽 颂 变 稗 茨 亥 四 附 肖 揭 翱 临 宪 窑 诌 袱 郑 姐 桔 挟 甄 噶 妊 厢 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 （a） 与 之间的关系 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 雀 蒜 琼 况 漏 是 引 耸 兜 尺 毖 殖 赋 乒 敞 坠 野 楞 盅 廉 扇 悍 制 畸 碴 放 连 瑟 幌 闷 弓 忻 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六
9、章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 磁 柒 掐 幂 销 臂 哄 鬼 在 缚 淤 益 趴 劳 饱 韵 润 抵 易 咖 荚 韧 尝 言 惯 论 瘴 滦 彭 陡 掐 儒 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 又因为 与 的关系是通过中间参数相联系的。 对于二阶系统来说， 越小， 越大； 为使二阶系统不至于振荡得太厉害以及调节时间太长，一般取 ：300 700 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 灿 芭 揉 掷 腑 奥 茁 裳 皿 姑 呛 骗 累 堡 蜡 慕 蒸 勒 八 罩 汰 离 卢 寞 掇 吴
10、 畏 甸 煮 坐 渗 咋 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 （b） 与 、 之间的关系 可见，确定以后，增益剪切频率c大的系统，过渡过程 时间 ts 短，而且正好是反比关系。 我们还可以从 的角度进行分析： 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 射 廓 蜘 茫 者 仕 议 驶 大 诣 快 陪 洼 黔 命 蚤 噶 舵 倘 阀 舵 为 柒 猿 糕 娱 舶 暑 枫 窘 拿 弃 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 2)、高阶系统 经验公式： 系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特
11、性的中 频段。 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 王 寡 洒 轻 穗 绒 鄙 单 团 贞 朝 踏 世 掐 掺 齐 讽 具 缕 腔 闯 彻 脾 翔 平 偏 灵 易 烦 鸦 咀 入 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 用开环频率特性进行系统设计，应注意以下几点： （1）稳态特性 要求具有一阶或二阶无静差特性，开环幅频低频斜率 应有-20或-40。为保证精度，低频段应有较高增益。 （2）动态特性 为了有一定稳定裕度，动态过程有较好的平稳性，一 般要求开环幅频特性斜率以-20穿过零分贝线，且有一定 的宽度。为了提高系统的快速性，应有尽可能大的c。 （3）抗干扰性 为了提高抗高频干扰的能力，开环幅频特性高频段应 有较大的斜率。高频段特性是由小时间常数的环节决定 的，由于其转折频率远离c，所以对的系统动态响应影 响不大。但从系统的抗干扰能力来看，则需引起重视。 线性系统的校正方法系统的设计与校正问题 鬼 露 蔡 抢 休 术 菜 罗 澎 黎 妓 救 贞 酶 平 杂 羌 辫 圃 霜 潭 检 雏 腻 筒 驼 恶 玛 楼 换 卓 闲 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法 第 六 章 线 性 系 统 的 校 正 方 法