成本和能耗。
2 、对参数变化比较敏感。
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 6
(2) 反馈（并联）校正
校正装置与系统不可变部分或不可变部分中的一部分按 反馈方式连接称为反馈校正
Xr(s)
Xc(s)
校正装置
特点：1、可抑制系统参数波动及非线性因素的影响。 2 、设计复杂。
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 7
? ?
1 1
?
1
?d
?1 j?
?1
?d
?2
?
? ? ?
2
0
log
1
?d
?
? 2 ? ?d? 1
??c ?
??
arctan
? ?1
?
arctan
? ?2
求导
? max ? ? 1 ?? 2，几何中点！
ωmax
? max
?
arcsin
?d ?d
? ?
1 1
? ? d不能太大，否则衰减十分严重，一般取 d ? 20。
控制系统的校正及综合
主要内容
? 控制系统校正的一般概念 ? 串联校正 ? 反馈校正 ? 前馈校正
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 2
1、校正的一般过程
固有部分或不可变部分
校正装置（可变Biblioteka 分）为使系统达到某种动态及静态指标的要求，加入一些参数可 根据需要而改变的装置，该装置可改善系统性能，使系统得到校
正，称之为校正装置。 校正装置的选择及其参数整定的过程，称为自动控制系统的
校正 。就是通常所说的控制系统的综合问题。
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 5
2. 基本校正方法
工程中常用的校正方法有： 串联校正、反馈（并联）校正、前馈校正 (1) 串联校正
Xr(s)
Xc(s)
校正装置
特点： 1、设计和实现简单，最常使用，可降低系统
2、前馈校正是基于开环补偿的办法来提高系统的
精度，所以前馈校正一般不单独使用，总是和
其他校正方式结合应用而构成 复合控制系统，
以满足某些性能要求较高的系统的需要。
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 9
6.2 串联校正
1、串联引前（微分）校正
P--- 比例 proportion D--- 微分 differential I--- 积分 integral
为此，要求 校正装置的最大超前角出现在校正后的穿 越频率处 ,即ωc=ω max。
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 19
（ 4 ）引前校举例 例6-1 一控制系统的传递函数为
W k ?s ? ?
K
s
? ??
s 10
?
1
? ??
要求校正后的系统稳态速度误差系数 Kv ? 100，相位
裕量 ??? c ?? 50? , 确定校正装置传递函数。
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 24
K 为保证 v不变，不改变低频段特性，采用串联超前校正。
????c??? 180 ? ???c??? ?c ??c??
? ? ? ? c ??c? ? 0 ? ???c? ?
?? ? ? ? ? c max ?? c ??? c ?? 50 ??17.5 32.5
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 21
解: （1）由稳态指标的要求确定放大系数。
kv
?
lim sW
s? 0
?s ??
lim
s? 0
sK
s
? ??
s 10
?
1???
?
K
?
100
可计算出放大系数 K=100。
其传递函数为
W k ?s ? ?
100
s
? ??
s 10
?
1
? ??
初步设计
（2） 绘制Bode 图，计算? c及??? c ?
频率特性为：
zd pd
其中：?d
?
R1 ? R2 R1
?
1
zd
?
1 R2c
，pd
?
?d ?Zd
2019/11/6
Wcj ?
?
??
1
?d
?
j? T j? T ?d
?1 ?1
其中：T ? R2C
第六章控制系统的校正与综合 17
校正电路的 Bode图如下：
j? ?1
Wc
?j?
??
1
?d
?
j? j?
T T
1 1
?
40?
sin 40? ?
?d ?d
?1 ?1
?
0.64
?
解得 ?d ? 4.6
（4）
设 ： W c ?s ??
?s
? ?
?
1
?s
? ? 1?
? ?
? ?
?
2
?
1? ?
? ω ω 在 c max
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 18
（2）引前（微分）校正的原理：
? ?? c ?? 180 ? ? ?? c ? ?? c ?? c ?
利用引前校正装置的相位超前的特性 ?? c ?? ?? 0?
来或补偿开环频率特性在 ? c 处的相位滞后，以 提高 系统的相位裕量 ? ??，c ?从而改善系统动态品质。
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 22
Bode 图如下图所示
A
图形叠加！
W k ?s ? ?
100
s
? ??
s 10
?
1
? ??
Wc ?s ??
??? ???
s ?1
s ?2
? 1??? ? 1???
? ? Wk??s?? s
100 ?? ?
s
?1
? 1?? ?
s 10
?
1
?? ?
s
?
2
? 1?? ?
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 23
W k ?s ? ?
100
s
? ??
s 10
?
1
? ??
由Bode 图可计算出：
A??
c
??
100
?
c
?c
10
?1
? c ? 31.6
? ??
c ?? 180??
? ?
?
90a?
?
?
rctan
31.6 10
? ??
?
17.55?
?
0
? ? ? c?? c ? cmax ? 32.5 ,留出裕量。
? ? ? ? ? max ? ?? c ??? c ?? ? ??32.5 ? ? 40
2019/11/6
? ? 5 ~10
第六章控制系统的校正与综合 25
（3） ? cmax ? 40? ?
? cmax
?
arcsin
?d ?d
? ?
(3) 前馈校正
前馈校正的信号取自闭环外的系统输入信号， 由输入直接去校正系统，故称为前馈校正。 前馈校正的目的 ：通常用来降低系统稳态误差。
按给定的前馈校正
2019/11/6
按扰动的前馈校正
第六章控制系统的校正与综合 8
特点：
1、由于其输入取自闭环外，所以不影响系统的 闭环特征方程式（即 不影响系统的稳定性 ）。
具有微分控制作用的控制器称为微分控制器，
(1) 引前校正电路
无源网络
特点：? ? 0
2019/11/6
第六章控制系统的校正与综合 16
? pd ? zd
传递函数为：Wc ?s??
哪个环节时间常数大， 哪个先起作用！
1 ?d
?
R2cs ? 1 R2c s ? 1
?d
距虚轴越近，影响越大=！ss ??