控制系统的性能分析与校.ppt

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第七章
控制系统的性能分析与校正
目录
贰
系统的性能指标
系统的校正概述
串联校正
反馈校正
例题分析
课后习题
壹
自动控制原理
7-1　系统的性能指标
系统的性能指标，按其类型可分为：
时域性能指标，它包括瞬态性能指标和稳态性能指标；
频域性能指标
综合性能指标（误差准则）
自动控制原理
自动控制原理
一个好的系统其开环伯德图特点（通过开环伯德图来评价系统的品质）：1、低频段增益要高（精度好）2、穿越频率要大（快速性好）3、穿越频率低利率为-20dB/dec（稳定性）4、高频段误差要快（抗干扰）
开环系统频率特性的低频段表征了闭环系统的稳态性能，中频段表征了闭环系统的动态性能，高频段表征了闭环系统的复杂性和噪声抑制性；故应使低频段增益足够大，以保证稳态误差要求，中频段对数频率特性在-20dB/dec并占据充分宽的频带，以保证系统具有适当的相角裕度，高频段增益尽快减小，以削弱噪声影响。
自动控制原理
时域性能指标
常用的时域（阶跃响应、斜坡响应）指标：
最大超调量或最大百分比超调量（越小越好）
调整时间（越小越好）
峰值时间（越小越好）
上升时间（越小越好）
静态位置误差系数（越大越好）
静态速度误差系数（越大越好）
静态加速度误差系数（越大越好）
自动控制原理
02
谐振角频率
相对谐振峰值
复现频率
闭环截止频率与闭环带宽
闭环频域指标
01
开环截止频率（与快速性有关）
相位裕量（从开环伯德图来看，但指的是闭环系统）
幅值裕量
开环频域指标
自动控制原理
说明：
可采用综合性能指标　　　　　　 来评估系统的优劣，可作为设计最优系统的目标函数。
积分上限　　 可在实际使用时用有限足够长的值。
该综合性能指标重视大误差（初始段）忽略小误差（稳定段），因误差很大时，平方后会更大。
尚有　　　　　 等性能指标；其中　　　　　 性能指标（称ITSE指标）是最好的性能指标，强调瞬态响应后期出现的误差加权t，t越大，权越大，相似的，有
7-2　系统的校正概述
自动控制原理
系统校正的矛盾：
稳定性与快速性的矛盾
稳定性与控制精度的矛盾
校正装置按在系统中的联结方式可分为串联校正、反馈校正、顺馈校正和干扰补偿。
放在相加点之后
此处往往是一个小功率点
控制器
可以放在任意位置
＋
反馈
＋
串联
校　正
校　正
01
02
03
04
对　象
自动控制原理
05
7-3　串联校正
自动控制原理
串联校正（解决稳定性和快速性的问题，中频段）