自动控制原理 (六): 控制系统的校正

职业培训 培训职业 2024-12-28
在探讨控制系统的校正问题时,我们主要考虑在系统基础组成部分已确定的前提下,设计校正装置的传递函数和调整系统放大系数,以确保动态性能指标达到既定要求。校正设计主要依赖于开环Bode图,通过调整校正装置和开环增益,修改系统Bode图,使其满足性能指标。 校正方式多样,

在探讨控制系统的校正问题时,我们主要考虑在系统基础组成部分已确定的前提下,设计校正装置的传递函数和调整系统放大系数,以确保动态性能指标达到既定要求。校正设计主要依赖于开环Bode图,通过调整校正装置和开环增益,修改系统Bode图,使其满足性能指标。

校正方式多样,其中串联校正和滞后校正是常见的两种方法。串联校正频率法注重利用超前校正装置提供的相移,增加系统相稳定性裕度;滞后校正则利用高频衰减特性解决稳态误差与稳定性之间的矛盾。每种方法都通过调整校正装置的传递函数和零极点来优化系统性能。

对于超前校正,设计步骤包括设定校正环节的参数,确保在特定频率处获得最大相移,从而提升系统稳定性。滞后校正则通过调整转折频率远离中频段,减少对系统相稳定裕度的影响,实现平稳性改善。

反馈校正通常采用等效结构或传递函数法进行设计,以优化系统动态响应和稳态性能。复合校正结合开环和闭环校正,同时考虑稳态精度、平稳性和快速性的需求,适用于对系统动态性能有较高要求的场合。

前置校正设计注重改善稳态精度,而反馈校正则侧重动态性能的提升。校正环节位于系统主回路之外,不影响动态性能,因此在设计中常用于改善稳态精度。复合校正结合前置校正和干扰补偿,实现系统的综合优化,增强系统对干扰的抵抗能力。

设计校正时,需关注无差度的实现,通过闭环传递函数中积分环节的个数来近似描述。利用终值定理计算系统静差,达到满足性能要求的目的。干扰补偿校正通过附加装置实现对干扰的不变性,确保系统输出不受干扰影响。

复合校正的特点是结合开环与闭环校正策略,综合考虑系统性能的全面优化。通过对控制原理的系统性学习,能够针对不同控制需求设计出有效的校正方案,提升系统性能和稳定性。

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