系统校正的一般概念
时间:2014-11-14 13:50 来源:自动控制网
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。 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。 1、二阶系统频域指标与时域指标的关系
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 2、高阶系统频域指标与时域指标
谐振峰值
超调量
调节时间
其中， 二、系统带宽的选择 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。
如果输入信号的带宽为
则
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。 四、基本控制规律 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。
（a）P控制器 (b)PD控制器 2、比例-微分（PD）控制规律
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 单独用微分也很少，对噪声敏感。 3、积分（I）控制规律 具有积分（I）控制规律的控制器，称为I控制器。
输出信号 4、比例-积分（PI）控制规律 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
输出信号 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 5、比例（PID）控制规律
PID控制器 具有积分比例-积分控制规律的控制器，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)。 |
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。
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
的相角滞后，于系统的稳定不利。不宜采用单一的I控制器。
为可调比例系数， 
为可调积分时间系数。
如果
