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看到别人设定的下载币5块钱一个，太黑了。
为了方便各位友友都有享受文档的权利，果断现在下来再共享第六章控制系统的校正及综合6-1什么是系统的校正？系统的校正有哪些方法？6-2试说明超前网络和之后网络的频率特性，它们各自有哪些特点？6-3试说明频率法超前校正和滞后校正的使用条件。
6-4相位滞后网络的相位角滞后的，为什么可以用来改善系统的相位裕度？6-5反馈校正所依据的基本原理是什么？6-6试说明系统局部反馈对系统产生哪些主要影响。
6-7在校正网络中，为何很少使用纯微分环节？6-8试说明复合校正中补偿的基本原理是什么？6-9选择填空。
在用频率法设计校正装置时，采用串联超前网络是利用它的（），采用串联滞后校正网络利用它的（）。
A 相位超前特性B 相位滞后特性C 低频衰减特性D 高频衰减特性6-10 选择填空。
闭环控制系统因为有了负反馈，能有效抑制（）中参数变化对系统性能的影响。
A 正向通道 B反向通道 C 前馈通道6-11 设一单位反馈系统其开环传递函数为W（s）=若使系统的稳态速度误差系数,相位裕度不小于，增益裕量不小于10dB，试确定系统的串联校正装置。
解:→所以其对数频率特性如下:其相频特性:相位裕度不满足要求设校正后系统为二阶最佳,则校正后相位裕度为,增益裕量为无穷大。
校正后系统对数频率特性如下：校正后系统传递函数为因为所以串联校正装置为超前校正。
6-12设一单位反馈系统，其开环传递函数为W（s）=试求系统的稳态加速度误差系数和相位裕度不小于35的串联校正装置。
解：所以其对数频率特性如下:其相频特性:相位裕度不满足要求，并且系统不稳定。
设校正后系统对数频率特性如上（红线所示）：则校正后系统传递函数为因为在时（见红线部分），，则→选取，则校正后系统传递函数为其相频特性:相位裕度满足要求。
校正后的对数频率曲线如下：因为所以校正装置为滞后-超前校正。
6-13设一单位反馈系统，其开环传递函数为W（s）=要求校正后的开环频率特性曲线与M=4dB的等M圆相切，切点频率w=3,并且在高频段w>200具有锐截止-3特性，试确定校正装置。
信息文本单项选择题（共20道题，每题4分，共90分）题目1标记题目题干在采用频率法设计校正装置时，串联超前校正网络是利用它（）。
选择一项：A. 相位超前特性B. 低频衰减特性C. 相位滞后特性D. 高频衰减特性反馈恭喜您，答对了。
正确答案是：相位超前特性题目2标记题目题干闭环系统因为有了负反馈，能有效地抑制（）中参数变换对系统性能的影响。
选择一项：A. 正向及反馈通道B. 反馈通道C. 前馈通道D. 正向通道反馈恭喜您，答对了。
正确答案是：正向及反馈通道题目3标记题目题干从下图所示的系统对数幅频特性来看，该系统需要校正是因为（）。
选择一项：A. 系统的抗干扰能力差，需要改变高频段特性。
B. 系统虽然稳定，但稳态和动态响应都不能满足要求，整个特性都需要改变。
C. 系统是稳定的，而且具有满意的动态性能，但稳态误差过大，应改变特性的低频段。
D. 系统是稳定的，且具有满意的稳态性能，但动态响应较差，应改变特性的中频段和高频段。
反馈恭喜您，答对了。
正确答案是：系统是稳定的，而且具有满意的动态性能，但稳态误差过大，应改变特性的低频段。
题目4正确获得4.00分中的4.00分标记题目题干从下图所示的系统对数幅频特性来看，该系统需要校正是因为（）。
选择一项：A. 系统是稳定的，且具有满意的稳态性能，但动态响应较差，应改变特性的中频段和高频段。
B. 系统是稳定的，而且具有满意的动态性能，但稳态误差过大，应改变特性的低频段。
C. 系统虽然稳定，但稳态和动态响应都不能满足要求，整个特性都需要改变。
D. 系统的抗干扰能力差，需要改变高频段特性。
反馈恭喜您，答对了。
正确答案是：系统是稳定的，且具有满意的稳态性能，但动态响应较差，应改变特性的中频段和高频段。
题目5正确获得4.00分中的4.00分标记题目题干从下图所示的系统对数幅频特性来看，该系统需要校正是因为（）。
选择一项：A. 系统是稳定的，而且具有满意的动态性能，但稳态误差过大，应改变特性的低频段。
自动控制原理题库第六章线性系统校正习题6-1证明RC无源超前校正环节1T11T1最大超前相角为Tz,1pT11采用半对数坐标时最大超前相角所对应的频率位于两个转折频率的中间或等于零、极点乘积marcin1的平方根，即m1Tzp6-2某单位反馈控制系统的设计指标为上升时间tr0.1秒，超调量%16%，斜坡输入下的稳态误差ev0.05。
（a）试问系统开环频率特性的低频段需要满足什么要求？中频段需要满足什么要求？（b）在平面内绘制出能满足设计要求的系统主导极点所在的区域。
6-3某系统框图如下图所示，误差erc，K10，K20。
rK1(2)c1K2（a）要求系统对单位斜坡输入r(t)t的稳态误差0.3，主导极点的阻尼比0.707，调节时间t2.33秒（按5%误差考虑），请在平面上绘制出满足上述设计要求的闭环极点的可行区域，给出K1、K2应满足的条件。
（b）设K11、2、10，绘制三种情况下以K2为可变参数的根轨迹。
（c）设K110，确定满足（a）中性能指标的K2的值。
6-4下图所示为钟摆的角度控制系统，其中被控对象为阻尼为零的二阶系统。
wrGc()112c（a）试问控制器Gc()必须满足什么条件，才能使系统为非条件稳定系统？（b）选用常规调节器，使得系统对阶跃扰动输入w稳态误差为零，系统还可以做到非条件稳定吗？（c）选用PID控制器Gc()kp1Tikd(T11)(T21)Ti应用根轨迹方法分析kp、Ti和kd发生变化时对系统快速性、稳定性的影响。
答案：应用关系T1T2kdTi和T1T2kpTi容易给出分析结果。
6-5力、转矩的积分为速度、转速，速度、转速的积分为位置、转角，许多重要的运动控制系统的被控对象可以描述为二重积分器传递函数，即G()12用根轨迹法分析比例控制kp、比例微分控制kpkdk(1)和超前校正k(1)(1、2k)(1)(9)、k(1)(4)几种情况下闭环根轨迹的情况和闭环系统的性能。
第6章控制系统的校正本章主要讨论利用频率法对单输入-单输出的线性定常系统的综合和设计。
在介绍控制系统校正的基本概念、控制系统的基本控制规律的基础上，介绍了各种串联校正装置（超前校正装置、滞后校正装置、滞后-超前校正装置）的特性及按分析进行相应设计的基本步骤和方法；还介绍了期望设计法的基本概念、常见的期望特性和设计步骤；另外还介绍了根轨迹法的串联校正和反馈校正的基本概念和方法；最后介绍了利用MATLAB进行控制系统校正。
教材习题同步解析试分别说明系统的固有频率特性与系统期望频率特性的概念。
答：系统本身固有元件所具有的频率特性称为固有频率特性。
设计者希望系统所能达到的频率特性称为系统期望频率特性。
试比较串联校正和反馈校正的优缺点。
答：a、校正装置和未校正系统的前向通道环节相串联，这种叫串联校正，串联校正是最常用的设计方法，设计与实现比较简单，通常将串联装置安置在前向通道的前端。
(b、并联校正也叫反馈校正，它是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，设计相对较为复杂。
并联校正一般不需要加放大器，它可以抑制系统的参数波动及非线性因素对系统性能的影。
PD控制为什么又称为超前校正串联PD控制器进行校正为什么能提高系统的快速性和稳定性答：加入PD控制相当于在系统中加入一个相位超前的串联校正装置，使之在穿越频率处有较大的相位超前角。
因此，PD控制称为超前控制。
PD控制的传递函数为=+，由比例控制和微分控制组合而成。
增大比例系数Kp，可以展宽系统的G s Kp sτ()(1)通频带，提高系统的快速性。
微分控制反映信号的变化率的预报作用，在偏差信号变化前给出校正信号，防止系统过大地偏离期望值和出现剧烈振荡倾向，有效地增强系统的相对稳定性。
PI控制为什么又称为滞后校正串联PI控制器进行校正为什么能提高系统的稳态性能如何减小它对系统稳定性的影响答：PI控制在低频段产生较大的相位滞后，所以滞后校正。
PI控制的比例部分可以提高系统的无差度，改善系统的稳态性能。
习题六1. 在题图6.1（a ）(b)中，实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线，图中虚线部分表示采用串联校正后系统的开环对数幅频特性曲线改变后的部分，试问： 1）串联校正有哪几种形式： 2）试指出图（a ）、(b)分别采取了什么串联校正方法？ 3）图（a ）、(b)所采取的校正方法分别改善了系统的什么性能？L (ωL (ω题图6.1 习题1图答案：1)、相位超前校正、相位滞后校正、相位-超前校正 2)、图(a)串联相位滞后校正，图(b)串联相位超前校正。
3)、相位滞后校正提高了低频段的增益，可减少系统的误差。
相位超前校正改善了系统的稳定性，使剪切频率变大，提高系统的快速性。
2. 单位反馈系统的开环对数幅频特性曲线)(0ωL 如题图6.2所示，采用串联校正，校正装置的传递函数)1100)(13.0()110)(13()(++++=s s ss s G c题图6.2 习题2图（1）写出校正前系统的传递函数)(0s G ；（2）在图中绘制校正后系统的对数幅频特性曲线)(ωL ； （3）求校正后系统的截止频率c ω和γ。
解：（1）)1100)(110(100)0++=s s s s G（2）20)1100)(13.0()13(100))()(+++==s s s s s G s G s G c ，)(ωL 曲线见答案图。
（3）10=c ω，︒=⨯--︒-+︒=6.6310010arctan 23.010arctan 90310arctan180γ题2解图3. 已知最小相位系统的开环对数幅频特性)(0ωL 和串联校正装置的对数幅频特性)(ωc L 如题图6.3所示。
（1）写出原系统的开环传递函数)(0s G ，并求其相角裕度； （2）写出校正装置的传递函数)(s G c ；（3）画出校正后系统的开环对数幅频特性曲线)(ωL ，并求其相角裕度。
1题图6.3 习题3图解：（1）)105.0)(1.0(100)(0+=s s s s G ︒-=4.33γ（2）11001125.3)(++=s s s G c（3）)1100)(105.0)(11.0()1125.3(100)()()(0++++==s s s s s s G s G s G c 125.3=c ω ︒=9.57γ01题3解图4. 已知某单位负反馈开环传递函数为)5(500)(00+=s s K s G ，试采用超前校正，使校正后系统速度误差系统100=Kv ，相位裕量︒≥45γ。
答案：K =1，未校正系统：4.22=c ω，︒=5.12γ超前校正装置：10158.010632.0)(++=s s s G c校正后：6.31'=c ω，︒=45'γ， )10158.0)(12.0()10632.0(100)(+++=s s s s s G5. 某单位反馈系统的开环传递函数21)(ss G =，采用串联校正改善系统性能，校正装置的传递函数为)1()110()(++=Ts Ts K s G c c ，要求校正后系统的截止频率1'=c ω，相角裕度'γ达到最大。
试确定：（1）校正装置传递函数中的参数c K ，T 。
（2）校正后系统在2)(t t r =作用下的稳态误差ss e 。
解：316.0=c K ， 316.0=T 33.6=ss e6. 某单位反馈的典型二阶系统的单位阶跃响应如题图6.4所示。
题图6.4 习题6图（1）确定系统的开环传递函数，画出系统的结构图；（2）用适当的校正方式，并调整开环增益，使系统超调量%3.16%=σ，调节时间s t s 1=，（3）试画出校正后系统的结构图，确定校正装置的传递函数和系统的开环增益。
解：（1）)98.1(89.10)(+=s s s G （图略）（2）解法一 用串联校正 7)98.1(5.4)(++=s s s G c ，7=K解法二 用测速反馈 )7(49)(+=s s s G c ，7=K7. 系统结构图如题图6.5所示，被按控对象的传递函数为)101.0)(11.0()(0++=s s s Ks G题图6.5 习题7图（1） 当1)(=s G c 时，若要求系统的静态误差系数100=v K ，试判断系统此时是否稳定？（2） 令100=K ，为使系统获得大于30º的相角裕度，采用校正装置1005.0105.0)(++=s s s G c试验证校正后系统是否满足要求。
解：（1）)101.0)(11.0()()()(0++==s s s Ks G s G s G c ，当100==v K K 时，作系统的伯德图如图中)(0ωL 如示。
可见 6.3110010=⨯=c ω︒=︒-︒-︒=⨯-⨯-︒-︒=1.05.174.72906.3101.0arctan 6.311.0arctan 90180r 系统临界稳定，故K 的稳定范围为：1000<<K（2）校正后系统的开环传递函数)1005.0)(101.0)(11.0()105.0(100)()()('0++++==s s s s s s G s G s G c系统的伯德图如图中)(ωL 。
此时50'=c ω︒>︒=︒-︒-︒-︒+︒=⨯-⨯-⨯-︒-⨯+︒=309.38146.267.762.6890 50005.0arctan 5001.0arctan 501.0arctan 905005.0arctan 180'r系统满足要求。
题7解图8. 一单位负反馈最小相位系统开环相频特性为：ωωωϕarctg --︒-=2arctan 90)(（1）求相角裕量为30º时系统的开环传递函数；（2）在不改变穿越频率的前提下，试选择参数c K 和T ，使系统在加入串联校正环节1)1()(++=s Ts K s G cc 后，系统的相角裕量提高到60º。
解：（1）由题意，设系统的开环传递函数为)1)(12()(0++=s ss Ks G若︒=30γ，则有 ︒=+︒30)(180ωϕ 即： ︒=+602arctan ωωarctg解得： 8.0==ωωc 所以 8.0==c K ω)1)(12(8.0)(0++=s ss s G（2）校正后系统的开环传递函数为2)1)(12()1(8.0)(+++=s s s Ts K s G c当8.0=c ω时，相角裕度为：︒=-++︒=60arctan )(180'c c c arctg T ωωωϕγ︒-=65.111arctan c T ω解得 19.3=T由 18.0lg=ccc T K ωω 解得 467.0=c K 9. 设未校正系统开环传递函数为)15.0)(12.0(10)(0++=s s s s G ，要求校正后系统的相位裕度︒=65γ，幅值裕度dB K g 6=，求串联滞后校正装置。
解：原系统的截止频率和相位裕度为15.010=⨯cc ωω 47.4=c ω︒-=--︒-︒=7.165.02.0arctan 90180'c c arctg ωωγ原系统不稳定，须校正。
此处采用滞后校正。
从原系统的相频特性上找到一点，该点处的相角为：︒-=︒+︒+︒-=110565180ϕ 将该点对应于原系统的频率作为校正后系统的截止频率'c ω，由下式︒-=--︒-110'5.0'2.0arctan 90c c arctg ωω 求得 5.0'=c ω此处的幅值为)'(0c L ω， 令 βωlg 20)'(0-=c L 解得：05.0≈β计算滞后校正装置的转折频率：05.0'10112===c T ωβω 0025.0111===TT ββω所以校正装置 1400120)(++=s s s G c检验：校正后相角裕度：︒=1.65'γ ，满足要求。
10. 某典型二阶系统10=c ω，︒=45γ希望通过串联校正成为超调量%3.4%=σ，s t s 7.0=，的典型二阶系统。
（1）试确定满足条件的校正装置传递函数)(s G c ，绘制其特性曲线)(ωc L ，指出所采用的校正方式；（2）依照三频段理论简要说明校正对系统性能产生的影响。
解：（1）依题意设原系统的开环传递函数)2()(20n n s s s G ξωω+=则有 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=︒=-︒-︒=02lg 452arctan 9018000c n nc ωξωξωωγ ⇒ ⎩⎨⎧==15.0n ωξ所以 )1(1)(0+=s s s G由于希望的校正后系统仍为典型二阶系统，设)''2(')(2n n s s s G ωξω+=由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===⨯=--7.0''4%3.4%100%2'1'n s t e ωξσξπξ 解得⎩⎨⎧==8'707.0'nωξ )1428.11(64)(+=s s s G校正后：828.2'2'==ξωωn c ， ︒=-︒-︒=1.76428.11828.2arctan 90180γ校正装置 10875.0)1(641428.11)1(64)()()(0++=++==s s s s s G s G s G c 超前校正装置（ 图略） （2）串入超前校正装置后，系统的截止频率增大，快速性提高，同时相位裕量增大。
11．某比例—微分控制系统如题图6.6所示，试分析PD 控制器对系统性能的影响。
题图6.6 习题11图解：原系统显然属于结构性不稳定系统，增加PD 控制器后，增加了开环零点，相当于增加了超前相角，使相角裕度增大，参数选择合适，可使系统稳定。
12. 已知某一控制系统如题图6.7所示，其中)(s G c 为PID 控制器，它的传递函数为sK s KK s G d i p c ++=)(要求校正后系统闭环极点为1010j ±-和-100，确定PID 控制器的参数i p K K ，和d K 。
题图6.7 习题12图解：开环传递函数：)10)(5()(50)(2++++=s s s s k K s K s G d i p闭环传递函数：ip d d i p d i p d i p K s K s k s s k K s K s k K s K s s s s k K s K s 50)1(50)5015()(50 )(50)10)(5()(50)(23222+++++++=+++++++=Φ根据校正后的闭环极点知：)100)(1010)(1010(50)1(50)5015(23+-+++=+++++s j s j s K s K s k s i p d 由此解出：43=p K ，400=i K ，1.2=d K13. 某Ⅰ型二阶系统结构图如题图6.8所示，（1）计算系统的速度稳态误差ss e 和相角裕度γ。
