系统的设计与校正问题.pptx
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1、一、控制系统的一、控制系统的设计任务设计任务二二、校正方式、校正方式三三、基本控制规律基本控制规律、线性系统的设计和校正的基本概念、线性系统的设计和校正的基本概念、线性系统的设计和校正的基本概念、线性系统的设计和校正的基本概念 根据被控对象及其控制要求,选择适当的控制器及控制规律设计一个满足给定性能指标的控制系统。校正校正校正校正(补偿补偿补偿补偿):通过改变系统结构,或在系统中增加附加装置或元件附加装置或元件对已有的系统(固有部分)进行再设计使之满足性能要求。控制系统的设计本质上是寻找合适的校正装置控制系统的设计本质上是寻找合适的校正装置(校正装置校正装置)一、控制系统的设计任务一、控制系统
2、的设计任务在被控对象给定的前提下,先根据对象选定在被控对象给定的前提下,先根据对象选定“执行器执行器件件”,再根据被测量选定,再根据被测量选定“测量变送器件测量变送器件”。对象和执行、。对象和执行、测量器件确定后,最简单的设计是:设计一个增益可调的测量器件确定后,最简单的设计是:设计一个增益可调的“放大器放大器”,构成闭环。改变放大倍数,观察系统性能是,构成闭环。改变放大倍数,观察系统性能是否满足设计要求。否满足设计要求。在很多情况下,给定对象、器件所构成系统的性能不在很多情况下,给定对象、器件所构成系统的性能不可能仅仅通过增益的改变而满足要求,于是就得寻求更复可能仅仅通过增益的改变而满足要求
3、,于是就得寻求更复杂的装置(如校正装置)去弥补被设计系统的性能缺陷。杂的装置(如校正装置)去弥补被设计系统的性能缺陷。这就是控制系统的校正设计问题。这就是控制系统的校正设计问题。一、控制系统的设计任务一、控制系统的设计任务控制系统的设计本质上是寻找合适的校正装置控制系统的设计本质上是寻找合适的校正装置控制系统不可变部分被控对象执行机构功率放大器检测装置可变部分放大器、校正装置迫使系统满足给定的性能(设计系统)工程实践中常用的校正方式:串联校正、反馈校正和复合校正。工程实践中常用的校正方式:串联校正、反馈校正和复合校正。按照校正装置在系统中的连接方式,控制系统校按照校正装置在系统中的连接方式,控
4、制系统校正方式可分为串联校正、反馈校正、前馈校正和复合正方式可分为串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正四种。校正四种。二二、校正方式、校正方式串联校正并联校正(反馈校正)复合(前馈、顺馈)校正校正方式选择需要考虑的因素 系统中信号的性质;技术方便程度;可供选择的元件;其它性能要求(抗干扰性、环境适应性等);经济性串联校正的特点 设计较简单,容易对信号进行各种必要的变换,但需注意负载效应的影响。反馈校正的特点 可消除系统原有部分参数对系统性能的影响,元件数也往往较少。同时采用串、并联校正 性能指标要求较高的系统。四四、基本控制规律、基本控制规律(一一)比例比例P P控制规律控制规律(二二)比例
5、微分(比例微分(PDPD)控制规律)控制规律(三三)积分(积分(I I)控制规律)控制规律(四四)比例积分(比例积分(PIPI)控制规律)控制规律(五五)比例积分微分比例积分微分 (PIDPID)控制规律)控制规律(一)比例一)比例P P控制规律控制规律P控制器m(t)Kpc(t)P控制器:具有比例控制规律的控制器。(串联校正中,提高Kp可以提高系统的开环增益,减小系统稳态误差,提高系统的精度,但会降低系统的相对稳定性,可能造成闭环系统的不稳定)P控制器相当与一个可调增益的放大器P控制器只改变信号的增益而不改变相位系统校正设计中很少单独使用对系统性能的影响正好相反。Kp1开环增益加大,稳态误差
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