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2. 并联校正（反馈校正） 校正装置和前向通道的部分环节按反馈方式连 接构成局部反馈回路，这种方式叫并联校正，也称 反馈校正。 位置：反馈校正的信号是从高功率点传向低功 率点，一般不需附加放大器。 实质：局部反馈，改善系统性能，抑制系统参 数的波动，减低非线性因素对系统性能的影响。
越大（等效于K越大），稳态误差ess就越小。
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2、动态性能指标
1）时域指标：最大超调量Mp（反映平稳性）、调节时 间ts（反映快速性）。 2）频域指标： （1）开环频域指标： 稳定性指标：相位裕量、幅值裕量GM、中频段宽度； 快速性指标：幅值穿越频率c。 （2）闭环频域指标：Mr、ωr、ωb 3）复域指标： 常用闭环系统的主导极点所允许的最小阻尼比 ζ （反 映平稳性）与最小无阻尼自然振荡频率 n（反映快速性） 衡量。
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② 期望法（串联校正）
基本思想：根据性能指标要求确定希望的开环特性曲线，然 后将希望特性和系统原有部分的特性进行比较，从而确定 校正方式和校正装置Gc(s)的参数。这种方法直观，但有时
求出的校正装置的传递函数Gc(s)比较复杂，不便于物理实
现。 步骤：确定期望频率特性-已有频率特性=校正装置频率特 性 只适用于最小相位系统。
计算或估算系统的性能指标：稳态性能指标和暂
态性能指标 。这类问题是系统的分析问题。 系统分析：已知结构、参数 → 数学模型 → 动、 静态性能分析→性能指标与参数的关系
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控制系统的校正：但在实际中常常提出相反
的要求，系统的基本组成部分（被控对象、测量元
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具体分析方法： 1.频率法：为图解法，在伯德图上校正居多 增加新环节以改变频率特性曲线形状，使之具有合适 的低、中、高频段，以获得满意的动、静态性能。
2.根轨迹法
加入适当的校正装置即引入附加的开环零、极点，从
而改变原来的根轨迹，使校正后的系统根轨迹有期望的闭环
而 K p , K a 0
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L( )
40
L( ) 15dB GM 15dB
c 7
g 16
50
20
20
( )
90
180
20dB / dec
100
1
5
10
15
40dB / dec
60dB / dec
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4.复合校正
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，是一种开环补偿的方式， 分为按给定量顺馈补偿与按扰动量前馈补偿两种方 法。
Gbc(s)
R(s) + G 1 ( s) G2(s) C(s) R(s) + G n ( s) G 1 ( s)
N(s)
+
R(s) G1(s) G2(s) Gc(s)
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C(s)
H ( s)
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3.串联反馈校正
R(s) C(s)
-
校正装置 Gc1(s)
控制器
-
被控对象 Go(s)
校正装置 Gc2(s)
是前两种校正方式的组合，兼有这两种校
正方式的优点。
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G2(s)
C(s)
(a)
(b)
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按给定量顺馈补偿主要用于随动系统，使系 统完全无误差地跟踪输入信号； 按扰动量前馈用于消除干扰对稳态性能的影 响，几乎可抑制所有可测量的扰动。
复合校正适用于既要求稳态误差小，同时又要
求暂态响应平稳快速的系统中
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6.1.3 控制系统的校正方法
控制系统的校正实质上就是根据系统性能 指标的要求和系统的原有部分，求出校正装置的 结构及其参数，目前对输出反馈系统来说有两种 校正方法：分析法和希望特性法。
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① 分析法：
基本思想：针对系统的性能指标要求和系统的原有部分开环 传递函数G0(s)进行分析，首先看一看是否需要校正，如需 要则根据经验确定校正方式，预选一个校正装置Gc(s)，然 后检验性能指标是否满足要求，如不满足，则需要改变校正 装置的参数或校正方式，直到校正后的系统满足性能指标为 止。 因此，分析法实质上是一种试探法，如果设计人员具 有一定的实践经验，不需要多次试探就可以设计出较高性能 的控制系统。 步骤：选择一种校正装置，分析是否满足要求→再选择→再 分析。
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6.1
控制系统校正的基本概念
6.1.1控制系统的性能指标 性能指标是用于衡量系统具体性能（平稳 性、快速性、准确性）的参数，主要分为稳态 性能指标与动态性能指标两大类 。 1、稳态性能指标 系统的稳态性能与开环系统的型别 v 与开环传 递系数 K有关 ， 常用静态误差系数衡量，误差系数
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对于这个系统采用串联校正方式，目的是
使其开环增益保持不变，而相角裕量增大。 如果采用一个校正装置，其对数幅频特性 和相频特性如图虚线所示．将其串联进去，幅 频特性和相频特性在 c附近发生改变。利用其 相角超前的特点，使系统的相角裕量增大，达 到校正系统，满足给定性能指标的目的．
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举一个例子说明校正的作用。
系统的开环传递函数为
10 G( s) H ( s) s(1 0.02s)(1 0.2s)
首先分析一下，未校正系统的性能 稳态误差：有一个积分环节，是I型系统．
开环增益 K 10 ，稳态速度误差系数 Kv 10
28
270
38
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从伯德图可确定系统的稳定裕量
152 180 28 c 7 ＧＭ 15dB g 16
希望系统的相角裕量 40，但保持开环增益 K=10不变． 在这种情况下，通过调整系统的增益，可以 使 40 ( ) 140 ，将对数幅频特性下向平移，使其在相 角 处与 轴相交．这样做虽然相角裕 量达到了要求，但稳态性能指标不能满足要求，因 为开环增益Ｋ下降了．所以必须采用校正装置，对 系统进行校正．
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6.1.2 校正的一般概念与基本方法
一、校正的一般概念
校正分析方法 : 时域法、根轨迹法、频域法（也称频
率法）。
校正的实质 : 可以认为是在系统中引入新的环节，改
变系统的传递函数（时域法），改变系统的零极点分
布（根轨迹法），改变系统的开环波德图形状（频域
制作用。从频率法的角度分析可知，由于微分环节具有高 通滤波作用，微分调节器只在偏差的变化过程中才起作用，
当偏差恒定或变化缓慢时将失去作用，调节器无输出。
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微分校正常常是用来提高系统的动态性能，但对稳态
精度不起作用。同时，微分调节器有放大输入端高频干扰
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在串联校正中，根据校正装置对系统开环频率 特性相位的影响，可分为超前校正、滞后校正和滞 后—超前校正。 超前校正(或微分校正)，改善动态性能
滞后校正（积分校正），改善稳态性能
滞后-超前校正（积分-微分校正），改善动态与
稳态性能。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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二、微分控制（D调节器）
具有微分控制作用的控制器称为微分控制器，其传递 函数为： Gc(s)=ds
d 输入偏差与输出控制信号的关系为： m (t ) d e (t ) dt
微分规律作用下输出信号与输入偏差的变化率成正比，
因此微分调节器能够根据偏差的变化趋势去产生相应的控
主导极点。或附加开环零、极点使期望的闭环主导极点对应 的开环放大倍数增大。
3.计算机辅助设计、仿真
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6.2
控制系统的基本控制规律
6.2.1基本控制规律
根据负反馈理论所构成的典型控制系统的结构图如下图 所示，其特点是根据偏差 e（t）来产生控制作用。偏差是控 制器Gc(s)的输入，而控制器Gc(s)常常采用比例、积分、微分 等基本控制规律，或者这些规律的组合，其作用是对偏差信 号整形，产生合适的控制信号，实现对被控对象的有效控制。 E(s)
第六章
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6
自动控制系统的校正
控制系统校正的基本概念 控制系统的基本控制规律 超前校正装置及其参数的确定 滞后校正装置及其参数的确定 滞后-超前校正装置及其参数的确定 反馈校正装置及其参数的确定
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概
述
前面介绍了分析控制系统的三种基本方法： 时域分析法、根轨迹法和频域分析法。利用这些 方法能够在系统结构和参数已经确定的情况下，
法），使系统具有满意的性能指标。
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二、校正的基本方式
1. 串联校正
R(s) 校正装置 Gc(s) 控制器
被控对象 Go(s)