經典控制理論-第六章1new

第六章線性系統的校正方法

本章主要包括：第一節系統的設計與校正問題第二節常用校正裝置及其特性第三節串聯校正第四節反饋校正第五節復合校正主要內容控制系統校正的基本概念、常用校正方法和常見校正裝置的特性，掌握利用頻率特性進行串聯引前、滯后、引前—滯后校正和反饋校正的原理和基本方法，同時了解前饋校正的原理。

本章難點掌握頻率特性法進行系統串聯引前、滯后以及超前—滯后校正裝置綜合的原理和方法,以及何時采用何種校正方法等問題,了解反饋校正的原理和方法。6-1系統的設計與校正問題基本概念（1）當確定了被控對象后，根據技術指標來確定控制方案，進而選擇傳感器、控制器、放大器和執行機構等就構成了控制系統的基本部分，這些基本部分稱為不可變部分（除了控制器參數、放大器的增益可適當調整，其余參數均固定不便）。當由系統不可變部分組成的控制系統不能全面滿足設計需求的性能指標時，在已選定的系統不可變部分基礎上，還需要增加必要的元件，使重新組合起來的控制系統能全面滿足設計要求的性能指標，這就是控制系統的綜合與校正問題。

控制系統的綜合與校正問題，是在已知下列條件的基礎上進行的，即

1已知控制系統的不可變部分的特性與參數；

2已知對控制系統提出的全部性能指標。根據第一個條件初步確定一個切實可行的校正方案，并在此基礎上根據第二個條件；利用本章將要介紹的理論來確定校正元件的參數。

控制系統的綜合與校正問題與前面講解的分析問題既有聯系又有差異；分析問題，是在已知控制系統的結構形式與全部參數的基礎上，求取系統的各項性能指標，以及這些性能指標與系統參數間的關系。而綜合與校正問題，是在給定系統不可變部分的基礎上，按系統應有的性能指標，尋求全面滿足性能指標的校正方案，并合理確定校正元件的參數。因此，綜合與校正問題不像分析問題那么簡單，也就是說，能全面滿足性能指標的控制系統并不是唯一的。按校正裝置的連接方式分：串聯校正反饋校正前饋校正復合校正串聯校正反饋校正前饋校正復合校正線性系統的基本控制規律

校正裝置中最常用的是PID控制規律。PID控制是比例積分微分控制的簡稱。在科學技術特別是電子計算機迅速發展的今天，涌現出許多新的控制方法，但PID由于它自身的優點仍然是得到最廣泛應用的基本控制規律。PID控制具有以下優點：(1)原理簡單，使用方便；(2)適應性強,按PID控制規律進行工作的控制器早已商品化，即使目前最新式的過程控制計算機，其基本控制功能也仍然是PID控制；(3)魯棒性強，即其控制品質對被控制對象特性的變化不大敏感。

在控制系統的設計與校正中，PID控制規律的優越性是明顯的，它的基本原理卻比較簡單。基本PID控制規律可描述為這里KP

、KI

、KD

為常數。設計者的問題是如何恰當地組合這些元件或環節，確定連接方式以及它們的參數，以便使系統全面滿足所要求的性能指標。基本控制規律+-R(s)C(s)M(s)P控制器方框圖+-R(s)C(s)M(s)PD控制器方框圖te(t)tm(t)微分作用的波形圖+-R(s)C(s)+-R(s)C(s)M(s)C(s)+-R(s)PI控制器方框圖+-R(s)C(s)M(s)t10m(t)0tPI控制器的輸入與輸