的稳定性不利。因此，I控制器一般不宜单独使用。
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第七章 系统的设计与校正
（4）比例—积分控制规律（PI）
R(s)
E(s)
K
p
(1
1 T is
)
M (s)
控
B(s)
制
工
图7-1-7 PI控制器
程
基 础
其输入-输出关系为
m(t)
K
pe(t)
Kp Ti
t
e(t)dt
0
（7-1-4）
础
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第七章 系统的设计与校正
1.串联校正 校正装置一般接在系统的前向通道中。
R(s)
控 制 工
程
基 校正装置传递
础
函数
Gc (s)
G(s)
H(s)
图7-1-1 串联校正
C(s)
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第七章 系统的设计与校正
2.反馈校正
校正装置反并接在前向通道中的一个或 几个环节两端，形成局部反馈回路。
(R1
R2Cs 1 R2 )Cs
1
制
工 程 基
T R2C
R1 R2 1
R2
础
1 TS
Gc (s) 1 TS
图7-2-4 无源滞后校正装置 （7-2-4）
(c ) arctg(T) arctg(T) （7-2-5）
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第七章 系统的设计与校正
L()(dB)
1
T
1
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第七章 系统的设计与校正
主要内容
第一节 系统设计与校正概述
控
制
第二节 常用校正装置及其特性
工
程 基
第三节 串联校正
础
第四节 PID校正器的设计
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第七章 系统的设计与校正
第一节 系统设计与校正概述
1、系统的分析:
给定了控制系统的结构和参数,采用时域分析法或根
轨迹法或频域分析法,通过计算或作图求的系统可以实
图7-1-3 复合校正(a)
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第七章 系统的设计与校正
N(s)
Gc (s)
控 制
R(s)
G1(s)
G2 (s)
C(s)
工
程
H(s)
基
础
图7-1-3 复合校正(b)
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第七章 系统的设计与校正
三、线性系统的基本控制规律
（1）比例控制规律（P）
R(s)
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L()
20lga
20 dB dec
第七章 系统的设计与校正
控 制
10lga
工 程
1
m
1
基
T
T
础
()
900
(m)
00
m
图7-2-3 无源超前网络 1 的Ts伯德图 1 Ts
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第七章 系统的设计与校正
3.滞后校正装置
该装置传递函数为
控
Gc
(s)
Uc Ur
(s) (s)
控 制
现的性能。
工 2、系统的综合与校正：
程
基 础
系统除了稳定外，还必须按照给定的性能指标进行
工作。若系统不能全面的满足所要求的性能指标，则
要对原系统增加一些必要的环节，使系统能够全面满
足所要求的性能指标。从逻辑上讲，系统的综合与校
正是系统分析的逆问题。
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第七章 系统的设计与校正
（3）积分控制规律（I）
R(s)
E(s)
Ki
s
比例系数
B(s)
控
可调
制
图7-1-6 I控制器
工
程 其输入-输出关系为
基
础
t
m(t) Ki
e(t)dt
0
M (s) （7-1-3）
在串联校正中，积分控制器可使原系统的型号提高（无差
度v 增加），提高系统的稳态性能。但积分控制使系统增加
了一个在原点的开环极点，使信号产生 90的相位滞后，对系统
该装置传递函数为
G(s) Uc (s)
R2
控 制
Ur (s)
R2
R1
//
1 Cs
工 程 基
a R1 R2 1 T R1R2 CR2R1 R2础Gc(
s)
G(s)
1 Ts
1 Ts
图7-2-2 无源超前装置 （7-2-2）
(c ) arctg(T) arctg(T) （7-2-3）
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PI控制器主要用来改善系统的稳态性能。
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第七章 系统的设计与校正
（5）比例—积分—微分控制规律（PID）
R(s)
E(s)
K
p
(1
1 T is
s)
B(s)
控
制 工
图7-1-8 PID控制器
程 基
其输入-输出关系为
础
m(t)
K pe(t)
Kp Ti
to
e(t)dt
K p
de(t) dt
工
可调
图7-1-5 PD控制器
程
基 础
其输入输出关系为
m(t)
K pe(t)
K p
de(t) dt
M (s)
微分时间常数 可调
（7-1-2）
PD控制器的微分作用能反应输入信号的变化趋势，即可产
生早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而改善系统的
稳定性。
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第七章 系统的设计与校正
m T
控 本节将主要介绍常用的无源校正装置及其特性。
制
工 无源校正装置一般有以下几种形式:
程
基 础
1.无相移校正装置（比例控制器）
u1
无相移校正装置的传递函数为
R1
Gc (s) K (K 1) （7-2-1） ur
R2
uc
u2
图7-2-1 分压器电路
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第七章 系统的设计与校正
2.相位超前校正装置
一、系统的性能指标
控 制 工 程
时域性能指标
瞬态性能指标 td , tr , t p , M p , ts
稳态性能指标 ess
基 础
频域性能指标 , h,r , M r ,b , 0 ~ b
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第七章 系统的设计与校正
二、校正的基本方式
控 制 工
串联校正 反馈校正
程
基
复合校正
R(s)
控 制 工 程 基 础
G1(s)
C(s)
G2 (s)
Gc (s)
H (s)
图7-1-2 反馈校正
校正装置传递 函数
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第七章 系统的设计与校正
3.复合校正 反馈控制回路中，加入前馈校正通路。
Gc (s)
控 制 工 程
R(s)
G1(s)
G2 (s)
C(s)
基 础
H(s)
E(s) K p
M (s)
控
制
B(s)
工
程
基
图7-1-4 P控制器
础
控制器的输出信号成比例的反映输入信号，其传递关系可
表示为
m(t) K pe(t)
（7-1-1）
比例系数
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第七章 系统的设计与校正
（2）比例—微分控制规律（PD）
B(s)
E(s)
E(s)
B(s)
控 制
比例系数
M (s) （7-1-5）
在工业控制系统中，广泛使用PID，可以在提高系统稳态
性能的同时，提高系统的动态性能。
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第七章 系统的设计与校正
第二节 常用校正装置及其特性
校正装置可以是电气的，也可以是机械的﹑气动
的及液压的等。由于电气元件具有体积小﹑质量轻﹑
调整方便等特点，在工业控制系统中占主导地位。