第六章 系统校正
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自动控制原理第六章控制系统的校正控制系统的校正是为了保证系统的输出能够准确地跟随参考信号变化而进行的。
它是控制系统运行稳定、可靠的基础,也是实现系统优化性能的重要步骤。
本章主要讨论控制系统的校正方法和常见的校正技术。
一、校正方法1.引导校正:引导校正是通过给系统输入一系列特定的信号,观察系统的输出响应,从而确定系统的参数。
最常用的引导校正方法是阶跃响应法和频率扫描法。
阶跃响应法:即给系统输入一个阶跃信号,观察系统输出的响应曲线。
通过观察输出曲线的形状和响应时间,可以确定系统的参数,如增益、时间常数等。
频率扫描法:即给系统输入一个频率不断变化的信号,观察系统的频率响应曲线。
通过观察响应曲线的峰值、带宽等参数,可以确定系统的参数,如增益、阻尼比等。
2.通用校正:通用校正是利用已知的校准装置,通过对系统进行全面的测试和调整,使系统能够输出符合要求的信号。
通用校正的步骤通常包括系统的全面测试、参数的调整和校准装置的校准。
二、校正技术1.PID控制器的校正PID控制器是最常用的控制器之一,它由比例、积分和微分三个部分组成。
PID控制器的校正主要包括参数的选择和调整。
参数选择:比例参数决定控制系统的响应速度和稳定性,积分参数决定系统对稳态误差的响应能力,微分参数决定系统对突变干扰的响应能力。
选择合适的参数可以使系统具有较好的稳定性和性能。
参数调整:通过参数调整,可以进一步改善系统的性能。
常见的参数调整方法有经验法、试错法和优化算法等。
2.校正装置的使用校正装置是进行控制系统校正的重要工具,常见的校正装置有标准电压源、标准电阻箱、标准电流源等。
标准电压源:用于产生已知精度的参考电压,可以用来校正控制系统的电压测量装置。
标准电阻箱:用于产生已知精度的电阻,可以用来校正控制系统的电流测量装置。
标准电流源:用于产生已知精度的电流,可以用来校正控制系统的电流测量装置。
校正装置的使用可以提高系统的测量精度和控制精度,保证系统的稳定性和可靠性。
第六章系统校正第六章系统校正系统校正在各个领域中扮演着至关重要的角色。
它通过对系统的精确调整和纠正,保证了系统的准确性、稳定性和可靠性。
本文将探讨系统校正的概念、目的、方法以及在不同领域中的应用。
一、概念和目的系统校正是指对系统中的各个要素进行调整和纠正,使其达到预期的目标和规范。
系统可以是任何有组成部分的整体,例如机械系统、电子系统、网络系统等。
校正的目的是通过对系统的调整,消除误差、偏差和不稳定性,从而提高系统的性能和可靠性。
二、方法在进行系统校正之前,需要先确定校正的目标和标准。
然后,根据系统的性质和要求选择合适的校正方法。
下面介绍几种常见的校正方法。
1. 跟踪校正跟踪校正是一种实时的校正方法,它通过对系统的输出进行持续的监测和调整,使输出保持在预期的范围内。
这种方法适用于实时性要求高的系统,如自动控制系统和通信系统。
2. 零点校正零点校正是对系统的初始状态进行调整,使系统在没有输入时保持在零点或预定的初始状态。
这种方法适用于需要精确以零为基准的系统,如称重仪器和测量仪表。
3. 比较校正比较校正是将系统的输出与参考标准进行比较,通过调整系统的参数使输出与标准一致。
这种方法适用于需要与外界标准对比的系统,如温度控制系统和光学测量系统。
4. 多点校正多点校正是通过对系统多个点进行校正,从而提高整个系统的精度和稳定性。
这种方法适用于需要在不同工作条件下保持稳定性的系统,如环境监测系统和能源管理系统。
三、应用领域系统校正在各个领域中都有广泛的应用。
以下列举几个常见的应用领域。
1. 工业制造在工业制造过程中,各种机械设备和生产线需要经过定期的校正,以确保其准确性和稳定性。
例如,汽车制造中的机器人系统需要进行校正,以保证其精确的动作和位置控制。
2. 电子通信在电子通信领域,无线电设备、卫星导航系统和电信网络都需要进行系统校正,以消除干扰和提高信号质量。
校正可以帮助提高通信的可靠性和传输速度。
3. 医疗诊断医疗诊断设备如X射线机、核磁共振仪等需要经过精确的校正,以确保其测量结果的准确性。
第六章控制系统的校正1基本概念2 超前校正3 滞后校正4 滞后-超前校正第一节基本概念(1)什么是校正当确定了被控对象后,根据技术指标来确定控制方案,进而选择传感器、放大器和执行机构等就构成了控制系统的基本部分,这些基本部分称为不可变部分(除放大器的增益可适当调整,其余参数均固定不变)。
当由系统不可变部分组成的控制系统不能全面满足设计需求的性能指标时,在已选定的系统不可变部分基础上,还需要增加必要的元件,使重新组合起来的控制系统能全面满足设计要求的性能指标,这就是控制系统的综合与校正问题。
控制系统的综合与校正问题与前面讲解的分析问题既有联系又有差异;分析问题,是在已知控制系统的结构形式与全部参数的基础上,求取系统的各项性能指标,以及这些性能指标与系统参数间的关系。
而综合与校正问题,是在给定系统不可变部分的基础上,按系统应有的性能指标,寻求全面满足性能指标的校正方案,并合理确定校正元件的参数。
因此,综合与校正问题不像分析问题那么简单,也就是说,能全面满足性能指标的控制系统并不是唯一的。
控制系统的综合与校正问题,是在已知下列条件的基础上进行的,即A)已知控制系统的不可变部分的特性与参数;B)已知对控制系统提出的全部性能指标。
根据第一个条件初步确定一个切实可行的校正方案,并在此基础上根据第二个条件;利用本章将要介绍的理论确定校正元件的参数。
(2)校正的类型(a)校正装置可以串联在前向通道之中,形成串联校正一般情况下,对于体积小、重量轻、容量小的校正装置(电器装置居多),常加在系统信号容量不大的地方,即比较靠近输入信号的前向通道中。
相反,对于体积、重量、容量较大的校正装置(如无源网络、机械、液压、气动装置等),常串接在容量较大的部位,即比较靠近输出信号的前向通道中。
-G s()R s()C s()cG s()(b)接在系统的局部反馈通道之中,形成并联校正或反馈校正反馈校正装置的输入端信号取自于原系统的输出端或原系统前向通道中某个环节的输出端,信号功率一般都比较大,因此,在校正装置中不需要设置放大电路,有利于校正装置的简化。