第六章 控制系统的校正 6.1 引言 一、校正的概述 1. 自动控制系统的设计 一个单输入单输出的控制系统一般可化为图6－1的形式，G0(S)是控制系统的不可变部分，即被控对象，H(S)为反馈环节。未校正前，系统不一定能达到理想的控制要求，因此有必要根据希望的性能要求进行重新设计。在进行系统设计时，应考虑如下几个方面的问题： （1） 综合考虑控制系统的经济指标和技术指标，这是在系统设计中必须要考虑的。 （2） 控制系统结构的选择。对单输入、单输出系统，一般有四种结构可供选择：前馈校正、串联校正、反馈校正和复合校正。 （3） 控制器或校正装置的选择。校正装置的物理器件可以有电气的、机械的、液压的和气动的等形式，选择的一般原则是根据系统本身结构的特点、信号的性质和设计者的经验，并综合经济指标和技术指标进行选择。 （4 ） 校正手段或校正方法的选择。究竟采用时域还是频域方法，须根据控制系统性能指标的表达方式选择。控制系统的性能指标通常包括动态和静态两个方面。动态性能指标用于反应控制系统的瞬态响应情况，它一般可用时域性能指标和频域指标两个方面： 1 ）时域性能指标：调整时间、上升时间、峰值时间和最大超调量等； 2 ）频域性能指标：开环指标包括相位裕量、增益裕量；闭环指标包括谐振峰值、谐振频率和频带宽度等。 2 . 校正的几种方式 对单输入、单输出系统，一般有四种结构可供选择：前馈校正、串联校正、反馈校正和复合校正，其框图如图6－2。 考虑到串联校正比较经济，易于实现，且设计简单，在实际应用中大多采用此校正方法，因此本章只讨论串联校正，典型的校正装置有超前校正、滞后校正、滞后－超前校正和 PID校正等装置。 图6 -2 控制系统校正的几种方式 3. 常用的校正方法: （1） 频率特性法 使用的指标是频域指标，宜用频率法（如伯德图或极坐标）进行设计。 1）频率特性法校正的指标： 开环：cgK，， 闭环：BrrM，， 2）频率特性的分段讨论： 低频段： 反映稳态特性. 中频段: 反映暂态特性,c 附近. 高频段: 反映抗噪声能力. （2）根轨迹法 指标是时域指标，则一般宜用根轨迹法进行设计，使闭环系统的极点重新配置； 4、串联校正的适用性与优缺点 串联校正简单，易于实现，因此得到了广泛的应用。 （1）串联超前校正 它是利用校正装置的相角超前补偿原系统的相角滞后，从而增大系统的相角裕度。超前校正具有相角超前和幅值扩张的特点...
