课件
第6章线性系统的校正
自动化系
===== 幻灯片 2 =====
本章主要研究线性系统的校正方法。所谓
校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据
需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发
生变化，从而满足给定各项性能指标。
主要介绍目前工程上常用的三种校正方法，
即串联校正，反馈校正和复合校正.
重点：串联校正
===== 幻灯片 3 =====
6-1 概 述
6-2 基本控制规律分析
6-3 常用的校正装置及其特性
6-4 频率法在系统综合校正装置中的应用
===== 幻灯片 4 =====
一 概述
如果通过调整放大器增益后仍然不能满足设
计要求的性能指标，就需要在系统中增加一些
参数及特性可按要求改变的校正装置，使系统
性能全面满足设计要求。这就是控制系统的校
正问题。
===== 幻灯片 5 =====
1.根据校正装置在系统中的位置：
串联校正：Gc(s)与主回路串联
R(s) E(s) C(s)
Gc(s(s)) Go (s)
H (s)
Gc(s)一般接在误差测量点之后和放大器之前
反馈校正：
R(s) E(s)
Go (s) C (s)
Gc(s)接在系统局
Gc (s)
部反馈通路中
H (s)
===== 幻灯片 6 =====
又称顺馈校正，是在系统主反馈回路之外采用的校正方式。
R(s) E(s) C(s)
Gc (s) G(s)
H (s)
前馈校正（对给定值处理） 前馈校正（对扰动的补偿）
===== 幻灯片 7 =====
在反馈控制回路中，加入前馈校正通路，组
成一个有机的整体。
Gr (s) N(s)
Gn (s)
R(s) + E(s) C(s) R(s) + E(s) + -
C(s)
G (s) G1 (s) G2 (s)
- -
按输入补偿的复合控制 按扰动补偿的复合控制
===== 幻灯片 8 =====
超前校正(相角超前)
滞后校正(相角滞后)
超前-滞后校正
===== 幻灯片 9 =====
(1) P 比例控制 (2) PD控制
(3) I控制 (4) PI控制
(5) PID 控制
===== 幻灯片 10 =====
分为分析法和综合法
分析法又称试探法:
设计者根据待校正系统的特点、 性能和期望的校正
后系统特性，先根据经验初定校正装置的形式，并进
一步计算满足条件的校正装置环节参数。最后通过校
验确定设计环节是否满足要求。
用分析法设计校正装置比较直观，在物理上易于实
现，但要求设计者有一定的工程设计经验。设计过程
带有试探性。
===== 幻灯片 11 =====
这种方法从闭环系统的性能与开环特性密切相关这
一概念出发。根据规定的性能指标要求确定系统期望的
开环特性形状，然后与系统原有开环特性进行比较---从
而确定校正方式、校正装置的形式和参数。
综合法有广泛的理论意义，但希望的校正装置传
递函数可能相当复杂，不便于物理实现。
===== 幻灯片 12 =====
(1) 根轨迹法
用根轨迹进行校正设计时，将系统的性能指标转化
为S平面上一对希望主导极点，然后适当选择校正装置的
零极点位置，迫使已校正系统的根轨迹通过希望主导极
点位置，使系统实际主导极点与希望主导极点接近重合。
(2) 频率法
由于开环对数频率特性的低频段表征闭环系统的稳
态性能，中频段表征动态性能，高频段表征系统的复杂
性和滤波性能，因此加入参数适当的校正装置，以满足
系统的动态和稳态误差的要求。
===== 幻灯片 13 =====
在控制系统设计中，如果性能指标以频域特征量—谐
振峰值，谐振频率，带宽频率或开环频率特性的相角
裕度，截止频率 ，以及开环增益，稳态误差等给出时，
一般采用频率法校正；
如果性能指标以时域特征量—阻尼比，自然频率或超
调量，调节时间，上升时间及稳态误差等给出时，一
般采用根轨迹法校正。
这两种指标之间，存在着互换关系。
===== 幻灯片 14 =====
进行控制系统的校正设计，除了应已知系统不可
变部分及参数外，还需要了解对系统提出的全部性能
指标要求。性能指标通常是由使用者提出的。
1.稳态性能指标：
μ KP Kv Ka C0 C1 C2 esr
2.动态性能指标：
t s、t r、t p、 %、N
3.频域性能指标：
r、b、c、M r、、K g、
确定品质指标时,一定要留有余地
===== 幻灯片 15 =====
确定校正装置具体形式时，应先了解校正装置所
提供的控制规律，以便选择相应的元件。
1.比例控制
控制规律 Gc ( s ) K p
e(t) m(t)
r (t)
kp
-
c(t)
特点：
P控制器只改变信号增益而不改变其相位。可提高开环增益，
减少系统稳态误差。但是同时也会降低系统相对稳定性。
===== 幻灯片 16 =====
r (t) e(t) m(t)
K P(1 τs)
-
c(t)
Gc ( s ) K p (1 s )
特点：
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，使系统增加一个 1τ的开环零点，有助于系
统的相角裕度的提高，动态性能的改善。
s 1
工程上: Gc ( s ) k ( T ) 例
Ts 1
===== 幻灯片 17 =====
r (t) e(t) m(t)
1
- Ts
c(t)
1
Gc ( s)
Ts
特点:
可提高系统的型别,有利于系统稳态性能的提高，但积
分使相位滞后90度，不利于稳定性。
例
===== 幻灯片 18 =====
r (t) e(t) 1
m(t)
K P (1 )
Ti s
-
c(t)
特点:
PI控制器主要用来改变系统的稳态性能。串联校正时，
PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点，
同时增加了一个位于s 左半平面的开环零点,可以提高系统
的阻尼程度。提高了系统的类型,并保证系统是稳定的.
s 1
工程上: Gc ( s ) k (T )
Ts 1
===== 幻灯片 19 =====
R(s) E(s) 1 U(s)
KP(1+ Tis+s)
-
C(s)
1 K p T s 2
Ti s 1
G c ( s ) K P (1 s ) i
Ti s Ti s
2 4
Ti s Ti s 1 1
Ti
K P ( 1 s 1)( 2 s 1)
若 4 / Ti 1 Gc (s) ( )
Ti s
不仅改善稳态性能，同时改善动态性能
===== 幻灯片 20 =====
( 1 s 1)( 2 s 1)
Gc (s) T1 1 2 T2
(T1 s 1)( T 2 s 1)
又叫超前-滞后校正
===== 幻灯片 21 =====
本节概述
本节集中介绍常用无源及有源校正网络的电
路形式、传递函数、对数频率特性及零极点分布
图，以便控制系统校正时使用。
===== 幻灯片 22 =====
R1 j
ur R2 uc
C
1 1 0
T T
超前网络传递函数
1 Ts
GC ( s )
1 Ts
R1 R 2
分度系数（大于1） 1
R2
R1 R 2
时间常数 T C
R1 R 2
===== 幻灯片 23 =====
超前校正主要利用相角条件，即中频段的角度增大，
增大 提高 c
===== 幻灯片 24 =====
c ( ) tg T tg T tg 2
1 (T )
d c ( )
令 0
d
最大超前频率： m T 1
最大超前的频率产生于转折频率的比例中项
最大超前相角：
1 1 1
cm arcsin 1 tg 2
工程上一般： 5 ~ 20 较好 越大微分效应越强
===== 幻灯片 25 =====
15
20 dB / dec
10
20 lg
5 10 lg
0
10
-2 -1
10
m 0
10
1
10
60
50
40
30
20
10
0
-2 -1 0 1
10 10 10 10
===== 幻灯片 26 =====
（1）通过相角超前特性提高系统的相位裕量和
截止频率，从而减少 % ，可提高系统的快
速性，改善系统的动态性能。
（2）使系统的开环增益下降 ，需提高放大器增益
加以补偿。
（ 3 ）抗高频干扰能力较弱
===== 幻灯片 27 =====
R1
1 bTs
传递函数 G C (s)
1 Ts R2
ur uc
C
R2
分度系数 b 1
R 2 R1 无源网络电路图
时间常数 T ( R1 R2 )C
1 1 b
m T 1 b m sin 1 b
===== 幻灯片 28 =====
0
-5
20 lg b
-10
-15
20 dB / dec
-20
-1 0 1 2
10 10 10 10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-1 0 1 2
10 10 10 10
===== 幻灯片 29 =====
（1）主要是利用其高频幅值衰减特性，以降低
系统的开环截止频率，提高系统的相角裕
度。
（2）可提高系统的稳态精度。适用于动态性能
满足要求，稳态精度需要提高的系统校正。
（3）对低频有用信号不产生衰减,对高频噪声信
号有削弱作用。
===== 幻灯片 30 =====
R1
无源滞后-超前网络 ur C1
R2 uc
C2
( 1s 1)( 2 s 1)
Gc ( s) T1 1 2 T2
(T1s 1)(T2 s 1)
P2 Z2 Z1 P1
===== 幻灯片 31 =====
0
-5
-10
-15
-20
-2 -1 0 1 2 3
10 10 10 10 10 10
60
40
20
0
-20
-40
-60
-2 -1 0 1 2 3
10 10 10 10 10 10
===== 幻灯片 32 =====
实际控制系统广泛采用无源网络进行串联校正，但在
放大器级间接入无源校正网络后，由于负载效应问题，
有时难以实现希望的控制。因此，需要采用有源校正
装置。
常用的有源校正装置 （如p255 表6-2）
测速发电机+无源网络
PID控制器
无源网络+运算放大器
PID 控制器是工业控制系统中常用的有源校正网络。
返回
===== 幻灯片 33 =====
一.指导思想
通过引入校正装置Gc(s)来改造系统的固有频率特性,
使系统的频率特性具有符合要求的频率特性的低、中 、
高频段。
1.低频段:
只影响系统的稳态性能.
2.中频段:
决定稳定性与动态性能指标,相对稳定性.
3.高频段:
抗干扰能力。
===== 幻灯片 34 =====
1 2
谐振峰值 Mr 0 0.707
2 1 2 2
谐振频率 r n 1 2 2
带宽频率 b n 1 2 2 (1 2 2 ) 2 1
截止频率 c n (4 4 1 2 2
相角裕度 2ξ
γ arctg
4ξ4 1 2ξ2
===== 幻灯片 35 =====
1 2
超调量 % e 100%
3.5 7
ts c t s
调节时间 n tg
===== 幻灯片 36 =====
1
Mr
sin
0.16 0.4( M r 1) 1 M r 1.8
K 0
ts
c
2
K 0 2 1.5( M r 1) 2.5( M r 1)
35 90
===== 幻灯片 37 =====
（１）在控制系统实际运行中，输入信号一般是低频信
号，而噪声信号则一般是高频信号。因此，合理的选
择控制系统的带宽，在系统设计中是一个很重要的问
题．
（２）中频区应占据一定的频率范围，以保证在系统
参数变化时，相角裕度变化不大。过此中频区后，要
求系统的幅频特性迅速衰减，以削弱噪声对系统的影
响．
（３）控制系统的带宽频率通常取为：
（5—10）倍有用信号最大频率
===== 幻灯片 38 =====
1.系统是稳定的,动态满足要求,稳态精度低．
２.系统的动态性能不满足要求．
３.系统的稳态与动态均不满足要求．
===== 幻灯片 39 =====
能提供一个超前的相角．关键选择最大超前角频率等于
要求的系统截止频率。
步骤：１．根据稳态误差的要求，确定开环增益 k,
2．利用已确定的开环增益K，画出Bode 图
根据(1) 截止频率处开环模值为1， 用解析法；
(2) 渐近线斜率和交点，用图解法求出截止频率 c ;
计算原系统的相角裕度 0 。
3．根据指标要求，计算应提供多大的超前相角
c m 要 0
'
校后： c c
经过 -40 dB/dec， 5
必须加一个相角追加量 经过 -60dB/dec , 15 ~ 20
===== 幻灯片 40 =====
1
4． c m
m arcsin 1
求出
5．计算出 10 lg ，从固有特性上找到 10 lg
的频率 m
1 1
6. m 1 1 m 2 m /
T
1 Ts
7. Gc ( s ) L( ) L0 ( ) Lc ( ) ( ) 0 ( ) c ( )
1 Ts
8．校验是否满足指标要求，不满足调整追加量 再算
===== 幻灯片 41 =====
k
已知 G0 ( s)
s( s 1) 要求系统在单位斜坡输
入时，位置输出稳态误差ess<=0.1，开环系
统截止频率c 4.4rad / s
''
'' 45 K g 10dB
设计串联超前校正．
===== 幻灯片 42 =====
（1）需增加增益值;
（2）高频段增益加大，对降噪不利;
（3）校正环节分度系数较大时，会造成校正后系统
带宽过大。
（4） 在截止频率附近相角迅速减小的待校正系统，
一 般不宜采用串联超前校正(使已校正系统的相角
域度改善不大);
===== 幻灯片 43 =====
利用滞后网络的高频幅值衰减特性，改善系统的稳
态性能，这是在保证系统具有一定的稳定裕度前提下，
通过提高系统的开环增益实现的．
确定滞后校正的参数时，重要的是不使滞后环节的滞
后相角对系统的相角裕度产生明显的影响，将滞后相角
控制在-30范围内．
如果所研究的系统为单位反馈最小相位系统，则应用
频域法设计串联无源滞后网络的步骤如下：
===== 幻灯片 44 =====
G C(s)
1 Ts
, b 1
1）根据稳态误差要求，确定开环增益K。
2）利用已确定的K，画出待校正的对数频率特性，确定
待校正系统的截止频率 c ，相角裕度 (c ) 和幅值
'' "
裕度h（dB）。
3）根据校正后系统相位裕量的要求确定 (''c) ，同时考
虑校正装置在穿越频率附近造成的相位滞后的影响，
增加一定的补偿裕量。
要 (c'' )
===== 幻灯片 45 =====
选取 (c" )
c" 即为校正后系统的截止频率。
或通过计算求得 c"
5）确定滞后网络系数 b 和T , 保证校正后系统截止频率
处对数幅值为0，滞后网络衰减量应与原系统增益量
抵消。 20 lg b L' ( " ) 0
c
又：为保证滞后环节交接频率远离 c" ， 取
1 1
c"
bT 10 （必要时0.1 可适当放大；
T太大不容易实现）
6）校验， 计算校正后系统的相位裕量是否满足要求
===== 幻灯片 46 =====
20
1
２k 10s 1 C(s)
50s
R(s) -
0.2
（１）根据系统的相对谐振峰值Mr=1.3确定前置
放大器的增益k.
（２）根据Mr及速度误差系数kv>=4s-1的要求，
确定滞后校正环节的系数．
===== 幻灯片 47 =====
k
已知单位反馈系统 G(s) s(0.04s 1) 要求系统
响应单位斜坡输入信号的稳态误差
ess 1% 及 45 试确定滞后校正环节的传函。
===== 幻灯片 48 =====
1>超前校正是利用超前网络的相角超前的特性，而 滞后
校正是利用网络的高频衰减特性。
2>为了满足严格的稳态要求，当采用无源校正网络时，
超前较正要求一定的附加增益，而滞后校正一般不需要
附加增益。
3>对于同一系统，采用超前校正的系统带宽大于采用滞
后校正的系统带宽。如果系统输入端噪声水平较高，一
般不宜采用超前校正。
===== 幻灯片 49 =====
目的既提高未校正系统的稳态性能，又提
高其动态性能，稳态性能改善靠滞后校正，动
态性能改善则靠超前校正，因此在确定滞后-
超前校正的参数时，可同时独立地应用设计串
联滞后校正与串联超前校正的步骤与结论．
===== 幻灯片 50 =====
当未校正系统不稳定，且要求校正后的系统的响应
速度，相角裕度和稳态精度较高时，则采用串联滞后—
超前校正为宜。
其基本原理是利用滞后—超前网络的滞后部分来改
善系统的稳态性能，同时利用超前部分来增大系统的相
角裕度。
(1 Ta s )(1 Tb s ) 1
Gc ( s )
Tb
(1 Ta s )(1 s )
滞后部分
超前部分
===== 幻灯片 51 =====
1> 根据稳态性能要求确定开环增益K。
2> 绘制待校正系统的对数幅频特性，求出待校正系统的
截止频率 c ，求相角裕度 和幅值裕度h(dB)。
3> 在待校正系统对数幅频特性上，选择斜率从－
20dB/dec变到 -40db/dec的交接频率作为校正网络超前部
分交接频率 b 。
===== 幻灯片 52 =====
这样可确定第一个未知参数 Tb ，且可降低校正后
系统阶次(这时校正网络超前部分的零点抵消掉了这个极
点)。校正后系统中频段的斜率为期望的 -20db/dec, 并占
据较宽的频带）
"
4> 根据响应速度要求，选择校正后系统的截止频率 c
1
Mr
sinγ ''
2
K 0 2 1.5(M r 1) 2.5(M r 1)
K 0π
t s ''
ωc
===== 幻灯片 53 =====
1
5> 确定校正网络衰减因子 。要保证已校正系统的截止
"
频率为所选的 c 。使下列等式成立：
20 lg L' c" 20 lg Tbc'' 0
滞后环节引起 超前环节引起
原系统在新截止
的幅值衰减 的幅值增益
频率处的幅值
6>根据相角裕度要求，估算校正网络滞后部分的交接频
率 a，下式中 '' (c" ) 为系统要求，只有 a 未知。
'' " ''
(c ) 180 (c )
===== 幻灯片 54 =====
KV
设待校正系统的开环传递函数为 G 0(s)
s( 16 s 1)( 12 s 1)
要求：设计校正装置，使系统满足下列性能指标：
0
1）在最大指令速度为 1800 / s ，位置滞后误差不超过1 ;
2) 相角裕度为 450 30 ;
3）幅值裕度不低于10dB;
4) 动态过程调节时间不超过3s。
===== 幻灯片 55 =====
综合校正法: 将性能指标要求转化为期望开环对数幅
频特性，再与待校正系统的开环对数幅频特性比较，
从而确定校正装置的形式和参数。该方法适用于最小
相位系统。
G ( j ) G c ( j )G 0 ( j )
20 lg | Gc ( j ) | 20 lg | G( j ) | 20 lg | G0 ( j ) |
综合法的关键是确定期望的对数幅频特性
===== 幻灯片 56 =====
-2-1-2型
K (1 s 2 ) 1 1
G(s) 2 （ 2 3 )
s (1 s 3 ) T2 T3
K (1 T2 s )
G ( s) 2
s (1 T3 s )
===== 幻灯片 57 =====
G( s) 2 （ 2 3 )
s (1 s 3 ) T2 T3
1 1
( ) 180 tg tg
2 3
1 1
( ) 180 ( ) tg tg
2 3
d ( )
0
d
最大 的角频率,是 , 的几何中
max 2 3
m 23 心
3 2 3 2
tg ( ) sin ( )
2 23 3 2
===== 幻灯片 58 =====
H 3 / 2 T2 / T3
H 1 1 sin
max (m ) sin 1 ( ) H
H 1 1 sin
H 1 M r 1 1
Mr H Mr
H 1 M r 1 sin
为保证系统具有以H表征的阻尼程度，常选
2 2H
2 c 3 c
H 1 H 1
===== 幻灯片 59 =====
M r 1 M r 1
2 c 3 c
Mr Mr
===== 幻灯片 60 =====
根据对系统型次及稳态误差要求确定低频段。
中频段：根据对系统响应速度和阻尼要求，由
c , , H , 2 , 3 来绘制期望特性的中频段。并
取中频段斜率 -20db/dec。
高频段：尽可能简单，并减弱高频扰动影响。 一般与校正前系统高
频段一致。
衔接段：
低、中频衔接段:一般与前后频率段相差-20db/dec,
中、高频衔接段:取斜率为-40db/dec, 这样方可保证期望系统的特性。
===== 幻灯片 61 =====
在串联综合校正方法的基础上，将期望特性的求解进
一步规范化和简单化。
先把串联校正装置 Gc (s)设计为P，PI或PID等控制器
的形式。然后按最佳性能的要求，选择相应于P，PI或
PID控制规律的 Gc (s) 的参数。
方法：三阶最佳设计
最小Mr设计法
返回
===== 幻灯片 62 =====
设计Gc(s)，使校后的开环特性 G ( s ) Gc ( s )G0 ( s )
K (1 s 2 )
具有 G ( s ) 2
形式，然后以其取得最大
s (1 s 3 )
相角裕度，并有尽可能快的响应速度来选择期望
特性G(s)的参数。一般取
K (1 T2 s )
G ( s) 2
s (1 T3 s )
1
H 3 / 2 4 T2 HT3 K 2
8T3
===== 幻灯片 63 =====
与三阶最佳设计基本相同，仅选择参数的出发点
不同，期望特性参数的选择是使对应的闭环系统
具有最小的Mr值，同时考虑对系统响应速度和
抗干扰性能等要求， 期望特性形式仍为：
K (1 s 2 )
G( s)
s 2 (1 s 3 )
参数选择公式为：
H 1 H 3 / 2 T2 / T3 5
T2 HT3 K 2
2 H 2T3
===== 幻灯片 64 =====
三阶工程最佳特性
斜率变化 -40db/dec, -20db/dec , -40db/dec
最小 M r 设计
适用于对闭环系统的振荡指标有要求的情况。
===== 幻灯片 65 =====
1 反馈校正的原理与特点
2 常用反馈校正装置的形式
3 综合法反馈校正
===== 幻灯片 66 =====
1.反馈校正的原理与特点
反馈校正系统
R(s) R1(s) C(S)
G1(S) - G2(S)
-
GC(S)
G2 ( s)
G ( s) G1 ( s)
1 G2 ( s)Gc ( s)
===== 幻灯片 67 =====
G ( s ) G1 ( s )
1 G2 ( s )Gc ( s )
如果在对系统动态性能起主要影响的频率范围内,下列关
系式成立:
G2 ( j )Gc ( j ) 1
G1 ( s )
G (s)
Gc ( s )
反馈校正后系统的特性几乎与被反馈校正装置包围的环节无关
当 G2 ( j )Gc ( j ) 1
G ( s ) G1 ( s )G2 ( s )
表明已校正系统特性与待校正系统特性一致
===== 幻灯片 68 =====
改善有重大妨碍 作用的某些环节，形成一个局部反
馈回路（副回路）。可以使已校正系统的性能满足给
定的指标的要求。
在控制系统初步设计中,取
G2 ( j )Gc ( j ) 1
此时误差很小只有3dB,在工程允许误差范围之内.
===== 幻灯片 69 =====
还可以获得某些改善系统性能的特殊功能
（1）削弱非线性特性的影响。
（2）减小系统的时间常数。
（3）降低系统对参数变化的敏感性。
（4） 抑制系统噪声。
常用反馈校正装置的形式
Gc ( s) kt s 测速发电机， 会降低系统低频特性
Gc ( s) ktTs 2 /(1 Ts) 测速发电机+滤波器
2 2 2
Gc ( s ) k t T s /(1 Ts ) 测速发电机+两极滤波器， 用于
对系统稳定性及动态性能有更高要求的场合。
===== 幻灯片 70 =====
校前 G0 ( s ) G1 ( s )G2 ( s )G3 ( s )
校后 '' G0 ( s )
G (s)
1 G2 ( s )Gc ( s )
===== 幻灯片 71 =====
综合法反馈校正设计步骤如下（必须指出，以下设
计步骤与分析法设计过程一样仅适用最小相位系
统。）
1> 按稳态性能指标要求，绘制待校正系统的开环对
数幅频特性。
L0 ( ) 20 lg Go ( j )
2> 根据给定性能指标要求，绘制期望开环对数幅频特性。
L'' ( ) 20 lg G '' ( j )
===== 幻灯片 72 =====
3>因为 G ( s) ； 当 G2 ( S )GC ( s ) 1 时
1 G2 ( s)Gc ( s )
'' G0 ( s)
G ( s)
G2 ( s)Gc ( s )
故有：
20 lg G2 ( j )Gc ( j ) L0 ( ) L'' ( )
条件： G2 ( S )GC ( s) 1
4>检验局部反馈回路的稳定性，并检查期望开环截止
频率c''
附近 满足 G2 ( S )GC ( s ) 1 ，即满足
20 lg | G2 ( j )Gc ( j ) | 0 的程度
返回
===== 幻灯片 73 =====
6>检验校正后系统指标是否满足要求。
7>考虑 GC (s ) 的工程实现
===== 幻灯片 74 =====
K1 0.0025
设系统结构图如前, G 1(s) G 3(s)
0.014S 1 s
12
G 2(s)
(0.1s 1)(0.02s 1)
K1在6000以内可调,设计反馈校正装置,使系
统满足下列性能指标:
(1) 静态速度误差系数 K 150 V
(2) 单位阶跃输入下的超调量 % 40%
(3) ……………………调节时间 t 1s( 2%)
s
===== 幻灯片 75 =====
如果控制系统存在强扰动，特别是低频强扰动，
或系统的稳态精度和响应速度要求很高。就需要
把前馈控制和反馈控制有机结合起来，这就是复
合控制校正。
如果在系统的反馈控制回路中加入前馈通路，组
成一个前馈控制和反馈控制相结合的系统，只要
参数选择得当。不但可以保持系统稳定，极大地
减少乃至消除稳态误差。而且可以抑制几乎所有
的可量测扰动，其中包括低频强扰动，这样的系
统称为复合校正系统，相应的控制方式称为复合
控制。
===== 幻灯片 76 =====
系统闭环传递函数
C s
R s
G s 前置校正
[1 G p ( s )]
1 G s
76
===== 幻灯片 77 =====
决系统稳定性与稳态精度的矛盾、振荡性与
快速性的矛盾，有着特殊可取之处。
因此精度要求高的快速随动系统，经常采用
前置校正。
采用附加前置校正的办法，实
质上是将稳定性和稳态误差的要求
分别来考虑。
77
===== 幻灯片 78 =====
系统如图6-28所示。
图中 s / 0.855是附加的前置校正。系统在等速输入
作用下无稳态误差，相当于无差度为2，而系统的
闭合回路内仍只有一个积分环节。将图6-28所示
系统化为图6-29所示的等效单位负反馈的典型形
式。
78
===== 幻灯片 79 =====
C ( s) (1 Gc )G G0
R( s) 1 G 1 G0
等效单位负反馈系统开环
传递函数
图6－29 等效系统
5.7(1.17s 1)
G0 (s) 2
s (0.033s 1)
79
===== 幻灯片 80 =====
对于扰的补偿控制也是一种前置校正方式。
作用有干扰的系统结构图如图所示
80
===== 幻灯片 81 =====
难与不便。
利用附加的干扰补偿装置，实现干扰对系统输出的
不变性，是一种非常有效的方法。
81
===== 幻灯片 82 =====
、参数
① 用位置反馈包围积分环节
K
G(s) , H (s) K f
s
' 1 1 1
G2 (s) ,T
K f (Ts 1) KK f
使系统的无差度下降，相位滞后减少。
===== 幻灯片 83 =====
K
G2 (s) , H (s) Kt s
s(Ts 1)
' K1 T K
G (s)
2 ;T1 , K1
s(T1 s 1) 1 KKt 1 KKt
可以增加系统的带宽，有利于快速
性的提高。
===== 幻灯片 84 =====
新书:
６.2
６.3
===== 幻灯片 85 =====