6.2
串联校正
6.2.1 串联比例校正
解：由以上参数可以画出系统的对数频率特性曲线如图6-4中Ⅰ所示。
图6-4 串联比例校正环节对系统性能的影响
第六章 自动控制系统的校正
6.2
串联校正
6.2.1 串联比例校正
图中
1
1 T1
1 0.2
5rad
/s
，
2
1 T2
1 100rad / s 0.01
L() 1 20lg K 20lg35 31dB
式中 K R1 R0
i R1C1
伯德图
第六章 自动控制系统的校正
6.1 常用校正装置
6.1.2 有源校正装置
3 PID调节器 RC网络
传递函数
G1 ( s)
K
(1s
1)( 1s
2s
1)
式中 K R1
R2
1 R1C1
2 R0C0
伯德图
第六章 自动控制系统的校正
6.2
串联校正
串连校正是将校正装置串联在系统的前向通道中，从而来改变系统
第六章 自动控制系统的校正
6.1 常用校正装置
6.1.2 有源校正装置
1 PD调节器 RC网络
传递函数
G1(s) K ( d s 1)
式中
K R1 R2
d R0C0
伯德图
第六章 自动控制系统的校正
6.1 常用校正装置
6.1.2 有源校正装置
2 PI调节器 RC网络
传递函数
G(s
1 2
伯德图
第六章 自动控制系统的校正
6.1 常用校正装置
6.1.2 有源校正装置
有源校正装置是由运算放大器组成的调节器。下面列出了几种典型 的有源校正装置及其传递函数和对数幅频特性（伯德图）。
有源校正装置本身有增益，且输入阻抗高，输出阻抗低。此外， 只要改变反馈阻抗，就可以改变校正装置的结构。参数调整也很方便。 所以在自动控制系统中多采用有源校正装置。它的缺点是线路校复杂， 需另外供给电源（通常需正、负电源）。
的结构，以达到改善系统性能的方法，如图6-1所示。其中Gc (s)为串联校 正装置的传递函数。
图6-1 自动控制系统的串连校正
第六章 自动控制系统的校正
6.2
串联校正
6.2.1 串联比例校正
比例校正也称P校正，其装置的传递函数为 Gc (s) K
其伯德图如图6-2所示。装置可调参数为 K。
由系统的稳定性分析可知，系
第六章 自动控制系统的校正
6 自动控制系统的校正
根据校正装置在系统中所处的位置的不同，一般分为串联校正、反馈 校正和顺馈补偿校正。
在串联校正中，根据校正装置对系统开环频率特性的影响，又可分为 相位超前校正、相位滞后校正和相位滞后——超前校正。
在反馈校正中，根据是否经过微分环节，又可分为软反馈和硬反馈。 在顺馈补偿校正中，根据补偿采样源的不同，又可分为输入顺馈补偿 和扰动顺馈补偿。
第六章 自动控制系统的校正
6.1 常用校正装置
6.1.1 无源校正装置
根据校正装置本身是否另接电源又分为无源校正和有源校正。校正 装置本身如果接电源，称之为有源校正，否则称为无源校正。
无源校正装置通常是由一些电阻和电容组成的两端口网络。如前所 述，根据它们对系统频率特性相位的影响，又可分为相位滞后校正、相 位超前校正和相位滞后――超前校正。
统开环增益的大小直接影响系统的
稳定性，调节比例系数的大小，可
在一定的范围内，改善系统的性能
指标。降低增益，将使系统的稳定
性得到改善，超调量下降，振荡次
数减少，但系统的快速性和稳态精
度变差。若增加增益，系统性能变
图6-2 比例校正环节的伯德图
化与上述相反。
第六章 自动控制系统的校正
6.2
串联校正
6.2.1 串联比例校正
串联校正
6.2.1 串联比例校正
下面列出了几种典型的无源校正装置及其传递函数和对数幅频特性 (伯德图)。
无源校正装置线路简单、组合方便、无需外供电源，但本身没有增 益，只有衰减，且输入阻抗较低、输出阻抗又较高，因此在实际应用中， 常常需要增加放大器或隔离放大器。
第六章 自动控制系统的校正
6.1 常用校正装置
6.1.1 无源校正装置
例1：某系统的开环传递函数为G1(s)
s(0.2s
35 1)(0.01s
1)
，今采用串
联比例调节器对系统进行校正，试分析比例校正对系统性能的影响。其
框图如图6-3所示。
R s +
Kc
-
35
C s
s(0.2s 1)(0.01s 1)
图6-3 具有比例校正的系统框图
第六章 自动控制系统的校正
2
R1R2 R1 R2
C1
1 2
伯德图
第六章 自动控制系统的校正
6.1 常用校正装置
6.1.1 无源校正装置
3 相位滞后―—超前校正装置
RC网络
传递函数
G(s) (1s 1)( 2s 1) (1s 1)( 2s 1) R1C2S
(1s 1)( 2s 1) (1s 1)( 2s 1)
式中 1 R1C1
1 相位滞后校正装置
RC网络
传递函数
G1
(
s)
2s 1s
1 1
式中
1 (R1 R2 )C2
2 R2C2
2 1
伯德图
第六章 自动控制系统的校正
6.1 常用校正装置
6.1.1 无源校正装置
2 相位超前校正装置
RC网络
传递函数
G(s) K (1s 1) 2s 1
式中
K R1 R1 R2
1 R1C1
第1六章自动自控动制控的基制本系概统念的校正
系统框图
6.1 常用校正装置
6.2 串联校正
6.3 反馈校正
6.4 前馈控制的概念
6 自动控制系统的校正
自动控制系统是根据它应完成的任务设计的，设计时同时设计被控对 象和控制装置是比较合理的，多数是根据系统的性能指标要求，先选择和 设计被控对象的基本元件，再组成一个合理的控制系统。一般来说，还需 要调整选定的基本元件中可以调整的参数(如增益、时间常数、粘性阻尼系 数等）。若通过调整参数仍然无法满足要求时，则可在原有的系统中，有 目的地增添一些装置和元件，人为地改变系统的结构和性能，使之满足所 要求的性能指标，我们把这种方法称为"系统校正"。增添的装置和元件称 为校正元件。
由图解可求得
c 13.5 rad s
于是可求得系统相位裕量为
180o 90o arctan cT1 arctan cT2 180o 90o arctan13.50.2 arctan13.50.01 12.3o
如果采用比例校正，并使 Kc 0.5 。
第六章 自动控制系统的校正
6.2