第7章 线性控制系统的校正方法7.1-7.2
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目录绪论 (1)第一章课程设计的目的及题目 (2)1.1课程设计的目的 (2)1.2课程设计的题目 (2)第二章课程设计的任务及要求 (3)2.1课程设计的任务 (3)2.2课程设计的要求 (3)第三章校正函数的设计 (4)3.1理论知识 (4)3.2设计部分 (5)第四章传递函数特征根的计算 (10)4.1校正前系统的传递函数的特征根 (10)4.2校正后系统的传递函数的特征根 (11)第五章系统动态性能的分析 (12)5.1校正前系统的动态性能分析 (12)5.2校正后系统的动态性能分析 (16)第六章系统的根轨迹分析 (19)6.1校正前系统的根轨迹分析 (19)6.2校正后系统的根轨迹分析 (21)第七章系统的幅相特性 (24)7.1校正前系统的幅相特性 (24)7.2校正后系统的幅相特性 (25)第八章系统的对数幅频特性及对数相频特性 (26)8.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性 (26)8.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性 (27)总结 (30)参考文献 (30)绪论在控制工程中用得最广的是电气校正装置,它不但可应用于电的控制系统,而且通过将非电量信号转换成电量信号,还可应用于非电的控制系统。
控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。
校正装置可以补偿系统不可变动部分(由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分)在特性上的缺陷,使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。
常用的性能指标形式可以是时间域的指标,如上升时间、超调量、过渡过程时间等(见过渡过程),也可以是频率域的指标,如相角裕量、增益裕量(见相对稳定性)、谐振峰值、带宽(见频率响应)等。
常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。
在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。
各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示,此外也常采用频率响应的波德图来表示。
自动控制原理校正课程设计-- 线性控制系统校正与分析课程设计报告书题目线性控制系统校正与分析院部名称机电工程学院专业10电气工程及其自动(单)班级组长姓名学号设计地点工科楼C 214设计学时1周指导教师金陵科技学院教务处制目录目录 (3)第一章课程设计的目的及题目 (4)1.1课程设计的目的 (4)1.2课程设计的题目 (4)第二章课程设计的任务及要求 (6)2.1课程设计的任务 (6)2.2课程设计的要求 (6)第三章校正函数的设计 (7)3.1设计任务 (7)3.2设计部分 (7)第四章系统动态性能的分析 (10)4.1校正前系统的动态性能分析 (10)4.2校正后系统的动态性能分析 (13)第五章系统的根轨迹分析及幅相特性 (16)5.1校正前系统的根轨迹分析 (16)5.2校正后系统的根轨迹分析 (18)第七章传递函数特征根及bode图 (20)7.1校正前系统的幅相特性和bode图 (20)7.2校正后系统的传递函数的特征根和bode图 (21)第七章总结 (23)参考文献 (24)第一章 课程设计的目的及题目1.1课程设计的目的⑴掌握自动控制原理的时域分析法,根轨迹法,频域分析法,以及各种补偿(校正)装置的作用及用法,能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析,能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计,并调试满足系统的指标。
⑵学会使用MATLAB 语言及Simulink 动态仿真工具进行系统仿真与调试。
1.2课程设计的题目 已知单位负反馈系统的开环传递函数)125.0)(1()(0++=s s s K s G ,试用频率法设计串联滞后校正装置,使系统的相角裕量 30>γ,静态速度误差系数110-=s K v 。
\第二章课程设计的任务及要求2.1课程设计的任务设计报告中,根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正(须写清楚校正过程),使其满足工作要求。
然后利用MATLAB对未校正系统和校正后系统的性能进行比较分析,针对每一问题分析时应写出程序,输出结果图和结论。
第6章线性系统的校正方法(12学时)【主要讲授内容】6.1系统的设计与校正问题6.2常用校正装置及其特性6.3串联校正6.4反馈校正6.5复合校正6.6控制系统的校正设计【重点与难点】1、重点:串联滞后一超前校正网络的设计及复合校正方法。
2、难点:反馈校正方法及应用。
【教学要求】1、了解基本控制规律;2、掌握超前校正装置、滞后校正装置、超前-滞后校正装置及其特性;3、掌握运用频率法进行串联校正的过程;4、了解运用根轨迹法进行串联校正的过程;5、掌握反馈校正方法及应用;6、掌握运用MATLAB进行控制系统的校正的方法。
【实施方法】课堂讲授,PPT及上机实验配合6.1系统的设计与校正问题控制系统是由为完成给定任务而设置的一系列元件组成,其中可分成被控对象与控制器两大部分。
设计控制系统的目的,在于将构成控制器的各元件和被控对象适当地组合起来,使之能完成对控制系统提出的给定任务。
通常,这种给定任务通过性能指标来表达。
当将上面选定的控制器与被控对象组成控制系统后,如果不能全面满足设计要求的性能指标时,在已选定的系统不可变部分基础上,还需要再增加些必要的元件,使重新组合起来的控制系统能够全面满足设计要求的性能指标。
这就是控制系统设计中的综合与校正问题。
在校正与设计控制系统过程中,对控制精度及稳定性能都要求较高的控制系统来说,为使系统能全面满足性能指标,只能在原已选定的不可变部分基础上,引入其它元件来校正控制系统的特性。
这些能使系统的控制性能满足设计要求的性能指标而有目的地增添的元件,称为控制系统的校正元件。
校正元件的形式及其在系统中的位置,以及它和系统不可变部分的联接方式,称为系统的校正方案。
在控制系统中,经常应用的基本上有两种校正方案,即串联校正与反馈校正。
如果校正元件与系统不可变部分串接起来,如图6-1所示,则称这种形式的校正为串联校正。
如果从系统的某个元件输出取得反馈信号,构成反馈回路,并在反馈回路内设置传递函数为G。
控制系统的校正与调节方法一、引言控制系统的校正与调节方法是现代工程领域中重要的技术问题。
在制造和工业生产过程中,控制系统的准确性和性能稳定性对于提高生产效率和产品质量至关重要。
本文将介绍控制系统的校正与调节方法,以帮助读者更好地理解和应用控制系统技术。
二、控制系统的校正方法1. 传感器校正传感器是控制系统中的关键部件,其准确性和稳定性对整个系统的控制效果有着重要影响。
传感器校正是指通过对传感器进行实验或者理论推导,调整其输出信号以使之达到预期的准确性。
常见的传感器校正方法包括零点校正、放大倍数校正和线性度校正等。
2. 信号处理器的校正信号处理器用于处理从传感器获取的信号,将其转化为系统所需的控制信号。
为确保信号处理器的准确性和可靠性,有必要进行校正。
常见的信号处理器校正方法包括电压校准、频率校准和相位校准等。
三、控制系统的调节方法1. 反馈控制调节反馈控制调节是指根据系统输出信号与期望信号之间的差异,通过控制器对系统进行调节的方法。
该方法在工程领域被广泛应用,可以有效地改善系统的稳定性和动态性能。
常见的反馈控制调节方法包括比例控制、积分控制和微分控制等。
2. 前馈控制调节前馈控制调节是一种预先根据系统模型设计的控制器,通过输入信号的预测值来实现对系统的调节。
与反馈控制调节相比,前馈控制调节更快速、精确,适用于对系统动态特性要求较高的场景。
常见的前馈控制调节方法包括前馈增益调节和前馈补偿调节等。
3. 模糊控制调节模糊控制调节是一种利用模糊逻辑推理来实现对系统的调节的方法。
相较于传统的控制方法,模糊控制调节更适用于复杂、非线性的控制系统,能够提高系统的稳定性和鲁棒性。
常见的模糊控制调节方法包括模糊推理规则的设计和隶属度函数的确定等。
四、结论控制系统的校正与调节方法是实现高效、稳定控制的关键环节。
通过对传感器和信号处理器的校正,可以确保控制系统的准确性和可靠性。
同时,选择合适的调节方法,如反馈控制调节、前馈控制调节和模糊控制调节等,可根据系统需求来提高控制的性能指标。
控制系统校正方法控制系统校正方法是一种关键的技术,用于提高系统性能、确保系统稳定性和精度。
在不同的控制系统中,校正方法可能会有所不同,但其基本原理和步骤是相似的。
本文将探讨几种常见的控制系统校正方法,包括开环校正、闭环校正和模型参考自适应控制。
1. 开环校正开环校正是一种最基本的校正方法,其原理是通过在系统输入上施加一系列的测试信号,并记录系统输出。
通过分析输入输出数据,可以获取系统的传递函数或频率响应,并进行参数调整。
开环校正方法适用于线性系统,但往往忽略了系统中的不确定性和干扰。
2. 闭环校正闭环校正是一种常用的校正方法,其通过反馈控制来校正系统。
在闭环校正过程中,系统的输出与期望输出进行比较,并通过调整控制器参数来减小误差。
闭环校正方法可以提高系统的稳定性和鲁棒性,但可能需要花费较长的时间和精力来调整控制器参数。
3. 模型参考自适应控制模型参考自适应控制是一种高级的校正方法,它通过建立一个参考模型来校正系统。
参考模型通常是理想的期望输出模型,通过与系统输出进行比较,不断调整控制器参数以达到校正的目的。
模型参考自适应控制方法适用于非线性系统和存在不确定性的系统,能够提供更好的系统性能和适应性。
4. 系统辨识系统辨识是一种用于校正的重要技术,它通过对系统进行实验观测,获得系统的数学模型。
根据获得的模型,可以设计和调整控制器参数,从而实现系统的校正。
系统辨识可以基于频域和时域的方法,适用于线性和非线性系统。
5. 自适应控制自适应控制是一种能够根据系统状态和环境变化自动调整参数的控制方法。
在自适应控制中,控制器的参数通过在线学习和优化算法进行自适应调整。
自适应控制方法适用于复杂的系统和存在变化的工作环境,能够提供更好的控制性能和鲁棒性。
结论控制系统校正是确保系统性能和精度的关键步骤。
本文介绍了几种常见的校正方法,包括开环校正、闭环校正、模型参考自适应控制、系统辨识和自适应控制。
在实际应用中,根据系统特性和需求,可以选择合适的校正方法或结合多种方法进行校正,以提高控制系统的性能和鲁棒性。